(1)净化作用。稀土元素在钢中能形成RE2O3、REO2、REO等多种稳定的高熔点氧化物,脱氧能力强于A1和Ti,接近于Ca。有研究工作表明,铸钢中加入0.1%左右的稀土混合金属,即可使钢完全脱氧,从而能改善流动性、韧性和耐蚀 性,特别是能使-40℃下的冲击韧度值提高50%。

    稀土元素在钢中与硫结合的能力很强,形成RES、RE2S3、RE3S、RES2、RES等硫化物和硫氧复合化合物。稀土元素的脱硫作用强于Al和Mg,仅次于Ca。但也有研究报告称,钢中稀土元素含量与硫含量的比τ（即RE/S）有一最佳值,实际应用中要注意控制稀土加入量,多加稀土对脱硫也是不利的。稀土硫化物的熔点高于钢的凝固温度,在钢液中易于上浮而进入炉渣,因而能脱硫并使钢中夹杂物的数量减少。残存在钢中的稀土硫化物也分布于晶粒内呈球状,为I型夹杂物。稀土元素在钢中能减轻硫的有害作用早已为我国及其他国家的研究工作所确认,我国、日本和美国也都有在生产中应用的报告。

    稀土元素与N的结合能力稍逊于Al,能形成REN型氮化物,在钢中有较强的脱氮作用。

    (2)变质作用。稀土元素在低合金钢中有缩小柱状晶区、扩大等轴晶区的作用,这已为很多研究工作所确认。同时,稀土元素还有细化等轴晶晶粒的作用。还 有报告称,在碳含量较低的铸钢中加稀土合金有抑制魏氏组织的作用。

    (3)合金化作用。稀土元素在低碳钢中的主要作用是净化和变质,但也存在一定程度的微合金化作用。稀土元素在铁中有一定的固溶度,已为国内外不少研究工作所证实,但对其固溶强化的机制尚有待进一步探讨。也有人提出:铸钢中加入稀土合金时,必须严格控制其在钢中的残留量。过量的稀土可能与铁形成低熔点的共晶混合物,铸钢凝固时偏析于晶界,使之脆化。

    综上所述,稀土元素在钢中有许多有益的作用是应予肯定的,但是,目前在稀土应用方面存在的主要问题是工艺控制的稳定性难以保证,对于充分发挥其有益作用的条件还有待进一步认识,相关的冶炼工艺也有待进一步优化。

    铸钢生产中用稀土合金处理钢液时,一个普遍存在的难题是底注包的塞头和注口处易于结瘤,影响浇注作业。其主要原因是:钢液中的稀土与高铝质耐火材料作用形成稀土铝酸盐后,相继而来的稀土夹杂物会黏附在其表面并烧结。解决此问题的途径是:降低钢中的氧、硫含量,使夹杂物减少;防止钢液二次氧化;不用高铝质塞头和注口砖,改用黏土质或镁质耐火材料。

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