При охлаждении расплава, залитого в реальную форму, температура в различных точках отливки будет неодинакова, поэтому описанные выше процессы объемных изменений происходят неодновременно (например, в тонких и толстых сечениях), что приводит к взаимодействию отдельных объемов и слоев отливки между собой и отливки с литейной формой. Кроме того, часть металла может затвердевать при заливке, а уменьшение объема жидкого металла в форме некоторое время компенсируется литниковой системой. Неодновременность затвердевания сплава в объеме отливки приводит к образованию усадочных дефектов (усадочных раковин и усадочной пористости), объем которых определяется, с одной стороны, частично объемной усадкой в жидком состоянии и объемной усадкой затвердевания сплава, а с другой — перечисленными выше процессами.
Процесс описания образования усадочных раковин начнем с простейшего примера. Представим два металлических тела, одно из которых вписано без зазора в другое, и температура наружного тела меньше температуры Т2 внутреннего. При охлаждении до нормальной температуры уменьшение объема внутреннего тела окажется больше, чем наружного, и между ними возникнет зазор.
Аналогично затвердевающую в форме отливку из сплава, затвердевающую последовательно, можно рассматривать как систему двух тел. Жидкое ядро, охлаждаясь и затвердевая, уменьшается в объеме больше по сравнению с сокращением объема затвердевшей корки, что связано с более значительной усадкой при затвердевании и, как правило, большим коэффициентом температурного сжатия жидкого металла по сравнению с твердым. К концу затвердевания внутри отливки образуется воздушная пустота, называемая внутренней усадочной раковиной.