В затвердевшем металле нередко встречаются несплошности – поры, трещинки, газовые пузырьки. Эти объемные дефекты возникают не только при кристаллизации, но и во время последующего охлаждения. С их присутствием связано повышение термодинамического потенциала на величину, равную энергии свободной поверхности. При высоких температурах форма и размеры несплошностей изменяются. Характер изменения объемных дефектов зависит от их величины. Крупные поры и трещины уменьшаются. Неравноосные полости при длительных выдержках превращаются в равноосные, происходит огранение окружающей полость металлической матрицы плоскостями с минимальной поверхностной энергией. Мелкие поры и трещинки могут зарастать. Заполнение пор и трещинок атомами происходит благодаря самодиффузии. В результате залечивания пор и трещинок плотность отливок возрастает.
В пористом металле существует градиент концентрации вакансий, под действием которого они диффундируют от поры в глубь металла. Благодаря диффузии вакансий в удаленный от поры объем металла в нем возникает пересыщение вакансиями. Оно устраняется в результате оседания и уничтожения избыточных вакансий на границах зерен и дислокациях.
С уходом вакансий концентрация их вблизи поры становится ниже равновесной. Равновесная концентрация достигается в результате выхода некоторых атомов на поверхность поры. Таким образом, залечивание осуществляется «повакансионным растворением» поры, диффузией вакансий в глубь металла и устранением их на линейных и поверхностных дефектах. Если пор в металле много, то наряду с залечиванием происходит и коалесценция, осуществляемая повакансионным растворением мелких пор, диффузией вакансий к крупным порам, около которых равновесная концентрация вакансий ниже. В результате притока вакансий крупные поры растут. При коалесценции число пор уменьшается без изменения объема металла.
Снижение энергии свободной поверхности (γ) металла из-за адсорбции поверхностно активных примесей замедляет залечивание пор. Замедляется оно и вследствие заполнения пор газами, выделяющимися из металла при охлаждении. При этом давление газов может настолько возрасти, что пора будет не залечиваться, а расти или возникнут трещины.
Спекание используют в технике при изготовлении изделий из металлических порошков. Для этого порошки металлов и их смеси прессуют и подвергают высокотемпературному нагреву. Во время спекания усиливается сцепление частиц, а объем изделия уменьшается благодаря частичному залечиванию пор. Методами порошковой металлургии изготовляют изделия из тугоплавких металлов, расплавление которых представляет трудности.
