Нерастворимые включения, к которым относятся оксиды практически всех металлов, а также сульфиды магния, формируются в процессе плавки. При увеличении скорости кристаллизации в широком диапазоне они не изменяют своих размеров и объемной доли. Только при затвердевании очень крупных слитков наблюдается тенденция к их укрупнению. Нерастворимые включения имеют в большинстве случаев кристаллическую и глобулярную форму и располагаются в структуре сплава сравнительно равномерно.
Размеры неметаллических включений колеблются от нескольких миллиметров до долей микрометра. Различают макровключения (свыше 1 мм) и микровключения (до 1 мм).
В каждой группе литейных сплавов встречаются различные неметаллические включения, которые необходимо удалять из сплава. Естественно, что элементарные вещества, сплавляясь между собой, могут образовывать весьма сложные соединения.
Для литейных углеродистых и легированных сталей характерны следующие неметаллические включения: оксиды, сернистые соединения, силикаты, фосфиды, нитриды и др.
Для чугунных отливок в зависимости от состава и способа плавки чугуна характерными являются такие неметаллические включения, как сернистое железо, сернистый марганец, оксиды железа, кремния, марганца и др. В легированных чугунах в качестве неметаллических включений могут быть оксиды легирующих элементов и их соединений с другими веществами. В производстве высокопрочного чугуна встречаются неметаллические включения в виде «черных пятен», которые сильно снижают механические свойства этого чугуна, понижают его плотность. Такие отливки не выдерживают гидравлического или воздушного давления. Эти включения представляют собой сложные соединения, обогащенные магнием и серой, имеют небольшую плотность и всплывают в верхние части отливки.