稀土鋼（英文名：Rare Earth Steel）是指添加了鑭、鈰等ree的特種鋼材，稀土含量通常低于0.001%至0.004%。通過在煉鋼過程中引入稀土元素，可實現凈化鋼液、變性夾雜物及微合金化作用，從而提升鋼材的耐腐蝕性、耐磨性和力學性能，廣泛應用于高鐵軌鋼、風電主軸、海洋工程及軍工裝備等領域。在稀土工業中，稀土一般指鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu）及原子序數為39的釔（Y）共15個元素。微量稀土添加顯著提高了鋼的韌塑性、耐磨性、耐熱性、耐蝕性等。
常見的稀土添加工藝有大包投入法、大包壓入法、鋼包內噴吹稀土粉法、模鑄中注管加入法、模內吊掛稀土金屬棒法等。2022年9月，中國科學院金屬研究所李殿中團隊研究發現稀土鋼性能波動、澆口堵塞的根源在于氧含量，開發了“雙低氧稀土鋼”技術，使稀土軸承鋼±800MPa拉壓疲勞壽命提升了40倍，有效解決了稀土鋼工業應用中的瓶頸問題。截至2022年，稀土鋼已廣泛應用于冬季奧林匹克運動會、北京大興國際機場、三峽、高鐵及中老昆萬鐵路、中俄管線等中外項目；包鋼稀土鋼產品出口68個國家和地區，其中“一帶一路”沿線國家58個。
20世紀20年代就有研究提出將稀土加入到鋼中。20世紀50年代初，美國首先在高合金不銹鋼及鑄鋼中開始應用ree。1954年前后，日本、英國開始稀土處理鋼的研究。中國稀土資源豐富，20世紀60年代初進行開發研究，1968年以后，用稀土作為鋼的硫化物形態控制劑，成功地改善了高強度低合金鋼的某些性能，使稀土處理鋼的產量大增。所應用的稀土處理鋼有不銹鋼、特殊優質鋼、低合金高強度汽車用鋼、電阻焊管線用鋼、大型結構用鋼、鋼軌鋼、高碳鋼和超級合金鋼，以及裝甲鋼板和無縫鋼管。2026年1月6日，中國鋼鐵工業協會在北京成立稀土鋼應用推廣工作組。2026年1月18日，包鋼股份控股子公司下屬的板材廠煉鋼作業部一650立方米飽和水、蒸汽球罐發生爆炸，截至1月21日，造成10人死亡，84人受傷。
發展歷程
20世紀20年代就有研究提出將稀土加入到鋼中。20世紀50年代初，美國首先在高合金不銹鋼及鑄鋼中開始應用ree。1954年前后，日本、英國開始稀土處理鋼的研究。中國稀土資源豐富，60年代初進行開發研究，1968年以后，用稀土作為鋼的硫化物形態控制劑，成功地改善了高強度低合金鋼的某些性能，使稀土處理鋼的產量大增。所應用的稀土處理鋼有不銹鋼、特殊優質鋼、低合金高強度汽車用鋼、電阻焊管線用鋼、大型結構用鋼、鋼軌鋼、高碳鋼和超級合金鋼，以及裝甲鋼板和無縫鋼管。20世紀80年代以來，為了適應汽車工業發展的需求，以無間隙原子鋼（IF鋼）為代表的第1代汽車沖壓薄板超低碳鋼系列產品開始進人市場，成為制造轎車的主要用材。2022年，中國科學院金屬研究所開發的雙低氧控制技術，使稀土軸承鋼的疲勞壽命提升40倍，突破傳統性能瓶頸。2025年，包鋼集團深入實施“稀土+”戰略，在“增品種、提品質、創品牌”上持續發力，充分發揮ree在改善鋼材性能方面的獨特作用，建立了完善的稀土鋼研發體系，包鋼集團已形成5大產品系列、66個品種、近300個牌號的稀土鋼生產能力。2026年1月6日，中國鋼鐵工業協會在北京成立稀土鋼應用推廣工作組，工作組下設工程裝備用稀土鋼工作組和建筑結構用稀土鋼工作組，分別由包鋼股份、上海大學擔任組長單位。
稀土作用
稀土元素的化學性質活潑,在鋼液中與氧原子、硫原子有很強的親和力，可以置換鋼中的氧與硫,形成低密度、高熔點的稀土化合物。這些稀土化合物非常穩定，大多數呈球形，鋼液經過適時的鎮靜后，將這些化合物從鋼中排除，凈化了鋼液。隨著鋼的精煉與凝固方式的改變，鋼的潔凈度不斷提升，鋼中氧、硫含量控制較好，稀土在鋼中的主要作用更偏向于對夾雜物的改性以及微合金化。?
鋼中加入ree后，稀土元素首先會與鋼液中的氧、硫反應生成高熔點的球形夾雜物,這些夾雜物呈細小顆粒狀彌散分布在鋼中，尺寸在10μm以下。同時，稀土元素又能將Al2O3和MnS夾雜物改性為尺寸較小的球狀或橢球狀的稀土夾雜物。如圖1所示。由于這些夾雜物在軋鋼溫度下仍保持細小的球形或紡錘形，且在鋼材中分布比較均勻，消除了沿鋼材軋向分布呈長條狀的MnS等夾雜物，從而減弱了鋼材在軋制過程中由于夾雜物延伸變形所導致的鋼材性能的各向異性。同時，添加ree后基體與夾雜物之間的等效彈性模量、硬度、變形差異減小，GCr15鋼加入稀土元素后夾雜物與基體協調性增強，改善了鋼的抗疲勞性能。
微合金化
主要是稀土原子在品界上偏聚或同其他元素交互作用，引起品界結構、化學成分和能量的變化，并影響其他元素的擴散和新相的成核、長大，最終導致鋼的組織和性能的變化。
與低熔點有害雜質作用
一方面與磷、錫、銻等低熔點雜質形成熔點較高的化合物，另一方面還能抑制這些雜質在晶界上的偏聚。
捕氫作用
固溶在鐵中的鋪或釹是氫的可逆淺“陷阱”，可抑制鋼的氫脆。
彌散強化作用
二氧化鉆粒子可提高低碳鋼的強度和韌性，降低脆性轉變溫度。ree除提高鋼的沖擊韌性、降低鋼的脆性轉變溫度、改善鋼的各向異性等主要作用外，對鋼的組織和性能還有以下影響:提高鋼液流動性，改善鑄態組織，抑制晶粒長大傾向，影響組織轉變，改善熱塑性，減弱淬火開裂傾向，抑制回火脆性，提高抗氫脆的能力，提高熱強性、耐磨性和抗疲勞性能，改善焊接性能和低溫性能，提高抗氧化性能和耐蝕性能等。
分類
稀土處理鋼
在生產鋼材和鑄鋼產品過程中，加人一定量的含有一種或幾種稀土元素的添加劑材料，在鋼中主要起凈化鋼液、變質夾雜及少量微合金化作用，可改善鋼的低溫沖擊韌性、耐腐、耐磨等性能。
稀土微合金化鋼
基于低氧硫潔凈鋼基礎條件下，在生產過程中，采用適宜的稀土加入工藝，加入一定量的含有一種或幾種ree的添加劑材料，鋼中稀土可在晶界聚集，減少磷、硫等有害元素在品界的偏聚，能與碳、氮反應生成碳、氮化物，在鋼中達到抑制晶粒長大和沉淀強化的微合金化作用。
高強稀土耐候鋼
通過在普通鋼中添加一定量的合金元素(Cu、P、Cr及Ni、Ti、Mo、RE等),制成的一種高強度低合金鋼，抵御大氣腐蝕，該鋼有較高的強度，良好的低溫沖擊韌性。主要用于生產鐵道車輛用高強耐腐蝕熱軋鋼板和鋼帶。
高強耐磨稀土重軌鋼
含稀土和其他元素的高強耐磨重軌鋼。
稀土低合金鋼及稀土合金鋼
含稀土的低合金鋼和合金鋼。
混合稀土金屬包芯線
用全退火低碳冷軋鋼帶制成圓筒，將一定直徑的混合稀土金屬絲置于圓筒中，中間或填充硅鈣粉，制成一定直徑的混合稀土金屬包芯線。是煉鋼和鑄造用添加劑。
工藝
ree與氧、硫元素的親和力很強，常見的稀土加入方法有：大包投入法、大包壓入法、鋼包內噴吹稀土粉法、模鑄中注管加入法、模內吊掛稀土金屬棒法、中間包喂線、結晶器喂稀土金屬絲法。
相關研究
具有近原子分辨率的電子顯微鏡可用于識別鋼中稀土元素的分布狀態，但由于稀土元素的固體溶解度極低，因此不能提供可靠的結果，并且稀土元素在微觀層面的作用機理目前很難通過實驗手段進行分析，這些過程需要經歷較長的時間并且耗費大量的資源。在材料學研究中，材料模擬與計算設計是繼實驗研究方法、理論研究方法之后的第3個重要科學研究方法。同時中國材料基因組計劃掀開了中國材料設計與模擬領域遠景規劃的序幕。材料所有的宏觀性質都由材料內部的微觀結構決定，因此新材料的研發離不開材料的計算與模擬，準確而有效的理論計算和模擬將會有效地減少研發周期并降低研發成本。采用模擬計算研究材料性質的兩種最常用的方法是密度泛函理論和分子動力學。基于密度泛函理論，能從電子的層面探討材料的光學、磁性、力學等性質，已逐漸成為在材料科學領域研究的重要手段之一，對材料的成分設計、合成和性能研究提供了不可或缺的指導；而分子動力學是一套結合了物理、數學和化學綜合技術的分子模擬方法，通過利用計算機來模擬實驗上原子核的運動過程，從而得到更加準確和有效的材料的熱力學量及其他宏觀性質。
密度泛函理論計算了稀土Ce元素在鐵晶界的固溶焓，稀土Ce元素在Σ5(310)[001]晶界處的固溶焓為負值，同時也降低了Σ5(310)[001]晶界的晶界能，表明稀土Ce元素可以在晶界處穩定存在且增加了晶界的穩定性。這一結果證實了枝晶界面可以有效捕獲鋼中的ree，這一發現有效地解決了使用傳統技術表征鋼中稀土原子所帶來的問題。
材料模擬與計算的應用能夠有效降低稀土鋼的研究成本，縮短研究周期，促進稀土鋼研究領域的快速發展。目前的模擬計算方法在原子數目較多的大體系上的應用還相當困難，未來大尺度的材料計算與模擬將會是一種趨勢，基于云計算和量子計算機的快速發展。
相關事件
2026年1月18日，包鋼股份控股子公司下屬的板材廠煉鋼作業部一650立方米飽和水、蒸汽球罐發生爆炸，爆炸事故后，事故廠區已全面停產。包鋼股份在1月19日早間發布的公告中表示，本次事故造成板材廠部分廠房和設備受損，將對板材廠產線及周邊受波及的產線生產造成影響，具體損失情況正在核實評估。經包頭市生態環境部門跟蹤檢測，未發現本次事故對周邊大氣、土壤環境造成影響，現場無廢水產生，截至1月21日，造成10人死亡，84人受傷，所有傷員生命體征平穩。
參考資料 >
河鋼國內首創稀土鋼冶煉及連鑄新工藝破解行業難題.網易.2026-01-28
包鋼發生爆炸的板材廠生產的稀土鋼是什么？鋼材市場影響幾何.新浪財經.2026-01-28
The Role of Rare Earths on Steel and Rare Earth Steel Corrosion Mechanism of Research Progress.MDPI.2026-02-09
金屬所低氧稀土鋼研究取得突破性進展.金屬所低氧稀土鋼研究取得突破性進展.2026-01-28
金屬所低氧稀土鋼研究取得突破性進展.金屬所低氧稀土鋼研究取得突破性進展.2026-02-05
出口68個國家和地區!稀土鋼驚艷世界!.澎湃新聞.2026-02-02
金屬所低氧稀土鋼研究獲進展.中國科學院.2026-01-28
稀土處理鋼.稀土處理鋼.2026-01-28
中鋼協稀土鋼應用推廣工作組在京成立.界面新聞.2026-01-28
十年至少21起、30人死亡，包鋼股份安全事故頻發絕非“一日之寒”.澎湃新聞.2026-02-02
包鋼板材廠爆炸事故造成10人死亡.新華網.2026-02-05
喜報！我國低氧稀土鋼研究取得重要進展，這是什么“黑科技”？.每日經濟新聞.2026-01-28
包鋼鍛造300牌號稀土鋼托舉“中國速度”.金臺資訊.2026-01-28