國內(nèi)外冶金學(xué)者就有關(guān)稀土在鋼中的作用做了大量的相關(guān)研究，也取得了較多重要的成果，并成功地應(yīng)用于稀土重軌、稀土耐侯等鋼種的生產(chǎn)中。但由于稀土元素具有極強(qiáng)的化學(xué)活性，在不潔凈鋼中盲目添加大量稀土，反而會造成鋼液的污染，有時(shí)還造成水口結(jié)瘤等問題。而隨著鋼鐵冶煉控制技術(shù)與鋼的潔凈度不斷提高，稀土在鋼中的作用將能得到更有效的發(fā)揮與控制。

鋼中稀土通常以固溶狀態(tài)和非金屬夾雜物或金屬間化合物三種形式存在。且鋼中的稀土基本存在于夾雜物中，待鋼中的稀土超過固濃度時(shí)，可以觀察到少量的稀土金屬間化合物(如Fe17Ce2等)沿晶界析出。當(dāng)鋼中加入稀土后，稀土可置換原先鋼中可能存在硅酸鹽、氧化鋁、鋁鹽酸及硫化物中相應(yīng)的金屬元素，形成熔點(diǎn)更高的稀土化合物。

稀土在鋼中的凈化作用主要表現(xiàn)在：深度降低氧、硫的含量，并降低硫、磷、氫、砷、錫、銻、鉍、鉛等低熔點(diǎn)元素的有害作用。

鋼中加入稀土后，會首先與鋼液中的氧、硫反應(yīng)生成稀土氧化物、氧硫化物、硫化物以降低其含量。采用俄歇能譜與離子探針對高速鋼晶界上硫的偏聚進(jìn)行研究表明，硫含量僅為20ppm時(shí)，硫在晶界的偏聚仍明顯，加入稀土后，晶界上硫會隨之減少。當(dāng)加入Ce0.03%～0.05%時(shí)，奧氏體晶界上的硫會消失。此外，稀土也同樣可以減少晶界上磷的偏聚。一定量的稀土可以與鋼中的砷、錫、銻、鉍、鉛等雜質(zhì)作用形成熔點(diǎn)較高的化合物。

稀土也可以改變夾雜物的性質(zhì)、形態(tài)以及分布，從而提高鋼的各項(xiàng)性能。如稀土可控制氧化物、硫化物的形態(tài)，使鋼中群聚的Al2O3夾雜與長條狀的MnS消失，并使之球化并轉(zhuǎn)變?yōu)橄⊥翉?fù)合夾雜物，但要控制好鋼中稀土含量以及RE/S參數(shù)(Re代表稀土元素)。由于稀土夾雜物的熱膨脹系數(shù)與鋼接近，從而可以避免鋼材熱加工冷卻時(shí)在夾雜物周圍產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，有利于提高鋼的疲勞強(qiáng)度，增加夾雜物與晶界抵抗裂紋形成與擴(kuò)展的能力。而對于硫化物的形態(tài)變質(zhì)則可明顯改善鋼的高溫塑性、橫向韌性、疲勞與焊接性能以及耐大氣腐蝕性能等等。

稀土在鋼中形成較高熔點(diǎn)的化合物，在鋼液凝固前析出，呈細(xì)小的質(zhì)點(diǎn)分布在鋼液中，作為非均質(zhì)形核中心，降低鋼液結(jié)晶的過冷度，因而可細(xì)化鋼的凝固組織并減少偏析。

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，在雙相鋼系列及耐熱鋼（S30815）中添加一定量的稀土，可以改善板坯質(zhì)量。