众所周知，在钢铁材料中添加适量的稀土元素会对材料的结构和性能产生重大影响。通常稀土元素在钢中的添加量为 0. 05%~0. 20%。由于稀土与铁的原子半径之比远远超过 15%，而且稀土与铁的电负性相差很大，这些都不利于形成固溶体，所以稀土在钢中的溶解度很低。钢中的稀土元素大多以稀土化合物的形式存在，主要是稀土氧化物和稀土硫化物。
西安航空职业技术学院开展了在铸钢中添加稀土元素对其结构和性能影响的研究。他们以 ZG35CrMnSi 铸钢为试验材料，使用的稀土添加剂为混合稀土。考虑到试验材料中含有一定量的硫以及添加稀土元素时的损耗，稀土添加量的范围为 0. 23%~0. 38%，该添加量是指冶炼过程中添加到钢水中的稀土总量。比较添加和不添加稀土元素的两组样品的结构和性能。钢铸件在中频感应炉中冶炼，并通过熔模铸造制备铸件。然后将试件加热至 900°C+670°C 空冷，再加热至 890°C 油淬，然后进行 570~630°C 火烧。
对比试验结果表明，稀土对铸钢强度的影响很小，但对铸钢韧性的影响很大。冲击韧性提高了 43%，伸长率提高了 13.3%.显微组织检测表明，不含稀土元素的铸钢结构的回火索氏体相对较粗，其晶粒度约为 5；其中灰色块状物为 MnS 夹杂，并不分布于整个检测表面。一般来说，MnS 的形态多为角状。含有稀土元素的铸钢样品结构为均匀的细回火索氏体，晶粒大小约为 8-9。这表明加入稀土元素后，铸钢的结构可以得到细化。
此外，添加稀土元素后，钢的脱硫效果并不明显，但对 MnS 的形态影响较大。未添加稀土元素时，钢中的 MnS 呈带棱角的条状或块状；添加稀土元素后，硫化物近似球形，相对于未添加稀土元素的样品，分布相对分散，仅在少数地方可以看到条状或块状硫化物夹杂物。在不含稀土元素的样品断口上，MnS 呈树枝状集中分布。MnS 包裹体区域的断裂主要为晶间断裂，局部可见晶间次生裂纹。
在含有稀土元素的样品中，断口为韧性透镜状断口。即使在硫化物集中的区域，基体金属仍然是韧性透晶断口。添加了稀土元素的铸钢消除了树枝状硫化物，将其转变为球状或无角棒状和块状稀土硫化物，这有利于提高韧性。
研究指出，稀土元素的提炼原理可能有以下原因：
(1) 在钢中添加稀土元素形成的硫化物和氧化物夹杂物会成为钢的非自发晶核，从而细化等轴晶，缩短柱状晶区。
(2) 稀土元素在固相中的溶解度很小。一旦钢水凝固，稀土就会富集在晶体生长前端的液相中，阻止晶体生长，从而使晶粒细化。
(3) 稀土元素容易在晶界堆积，降低合金的界面张力，减少晶粒长大的动力，从而抑制奥氏体晶粒的长大。相应地，淬火形成的片状马氏体也较小。.
