Для литейного производства необходим расплавленный жидкий металл, который должен принимать конфигурацию литейной формы с минимальными затратами энергии (в большинстве случаев должно быть достаточно силы тяжести).
При нормальных условиях и начальной температуре металл находится в твердом состоянии, т. е. чтобы перевести его в жидкое состояние, металл необходимо нагреть до температуры плавления. Процессы нагрева, плавления и перегрева до температуры заливки чистых металлов и эвтектических сплавов характеризуются изменением температуры металла и его объема. Температура фазового перехода из твердого состояния в жидкое в течение некоторого времени сохраняется постоянной, при этом наблюдается скачкообразное увеличение объема и соответствующее уменьшение плотности.
Постоянство температуры свидетельствует о равенстве количества теплоты, подводимой к металлу, и количества теплоты, расходуемой на его плавление, т. е. сообщаемой металлу так называемой скрытой теплоты плавления. Поэтому, несмотря на нагрев металла, температура его в этот период остается постоянной. Явление скачкообразного увеличения объема при плавлении (оно составляет чаще всего 2...7 %), а следовательно, и соответствующего ему уменьшения объема при затвердевании создает серьезные проблемы для технологов при производстве отливок, так как является причиной усадочных раковин и усадочной пористости.
Причиной увеличения объема металла при нагреве на атомном уровне является не только увеличение амплитуды колебательных движений атомов по мере повышения температуры, но и их отрыв от узлов обычного равновесного состояния при температуре плавления.