稀土钢（英文名：Rare Earth Steel）是指添加了镧、铈等ree的特种钢材，稀土含量通常低于0.001%至0.004%之间。通过在炼钢过程中引入稀土元素，可实现净化钢液、变性夹杂物及微合金化作用，从而提升钢材的耐腐蚀性、耐磨性和力学性能，广泛应用于高铁轨钢、风电主轴、海洋工程及军工装备等领域。在稀土工业中，稀土一般指镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）及原子序数为39的钇（Y）共15个元素。微量稀土添加显著提高了钢的韧塑性、耐磨、耐热、耐蚀性能等。
常见的稀土加入方法有：大包投入法、大包压入法、钢包内喷吹稀土粉法、模铸中注管加入法、模内吊挂稀土金属棒法等。2022年9月，中国科学院金属研究所李殿中团队研究发现稀土钢性能波动、浇口堵塞的根源在于氧含量，开发了“双低氧稀土钢”技术，使稀土轴承钢±800MPa拉压疲劳寿命提升了40倍，有效解决了稀土钢工业应用中的瓶颈问题。截至2022年，稀土钢已广泛应用于冬季奥林匹克运动会、北京大兴国际机场、三峡、高铁及中老昆万铁路、中俄管线等中外项目；包钢稀土钢产品出口68个国家和地区，其中 “一带一路” 沿线国家58个。
20世纪20年代就有研究提出将稀土加入到钢中。20世纪50年代初，美国首先在高合金不锈钢及铸钢中开始应用ree。1954年前后，日本、英国开始稀土处理钢的研究。中国稀土资源丰富，60年代初进行开发研究，1968年以后，用稀土作为钢的硫化物形态控制剂，成功地改善了高强度低合金钢的某些性能，使稀土处理钢的产量大增。所应用的稀土处理钢有不锈钢、特殊优质钢、低合金高强度汽车用钢、电阻焊管线用钢、大型结构用钢、钢轨钢、高碳钢和超级合金钢，以及装甲钢板和无缝钢管。2026年1月6日，中国钢铁工业协会在北京成立稀土钢应用推广工作组。2026年1月18日，包钢股份控股子公司下属的板材厂炼钢作业部一650立方米饱和水、蒸汽球罐发生爆炸，截至1月21日，造成10人死亡，84人受伤。
发展历程
20世纪20年代就有研究提出将稀土加入到钢中。20世纪50年代初，美国首先在高合金不锈钢及铸钢中开始应用ree。1954年前后，日本、英国开始稀土处理钢的研究。中国稀土资源丰富，60年代初进行开发研究，1968年以后，用稀土作为钢的硫化物形态控制剂，成功地改善了高强度低合金钢的某些性能，使稀土处理钢的产量大增。所应用的稀土处理钢有不锈钢、特殊优质钢、低合金高强度汽车用钢、电阻焊管线用钢、大型结构用钢、钢轨钢、高碳钢和超级合金钢，以及装甲钢板和无缝钢管。20世纪80年代以来，为了适应汽车工业发展的需求，以无间隙原子钢（IF钢）为代表的第1代汽车冲压薄板超低碳钢系列产品开始进人市场，成为制造轿车的主要用材。2022年，中国科学院金属研究所开发的双低氧控制技术，使稀土轴承钢的疲劳寿命提升40倍，突破传统性能瓶颈。2025年，包钢集团深入实施“稀土+”战略，在“增品种、提品质、创品牌”上持续发力，充分发挥ree在改善钢材性能方面的独特作用，建立了完善的稀土钢研发体系，包钢集团已形成5大产品系列、66个品种、近300个牌号的稀土钢生产能力。2026年1月6日，中国钢铁工业协会在北京成立稀土钢应用推广工作组，工作组下设工程装备用稀土钢工作组和建筑结构用稀土钢工作组，分别由包钢股份、上海大学担任组长单位。
稀土作用
稀土元素的化学性质活泼,在钢液中与氧原子、硫原子有很强的亲和力，可以置换钢中的氧与硫,形成低密度、高熔点的稀土化合物。这些稀土化合物非常稳定，大多数呈球形，钢液经过适时的镇静后，将这些化合物从钢中排除，净化了钢液。随着钢的精炼与凝固方式的改变，钢的洁净度不断提升，钢中氧、硫含量控制较好，稀土在钢中的主要作用更偏向于对夹杂物的改性以及微合金化。
钢中加入ree后，稀土元素首先会与钢液中的氧、硫反应生成高熔点的球形夹杂物,这些夹杂物呈细小颗粒状弥散分布在钢中，尺寸在10μm以下。同时，稀土元素又能将Al2O3和MnS夹杂物改性为尺寸较小的球状或椭球状的稀土夹杂物。如图1所示。由于这些夹杂物在轧钢温度下仍保持细小的球形或纺锤形，且在钢材中分布比较均匀，消除了沿钢材轧向分布呈长条状的MnS等夹杂物，从而减弱了钢材在轧制过程中由于夹杂物延伸变形所导致的钢材性能的各向异性。同时，添加ree后基体与夹杂物之间的等效弹性模量、硬度、变形差异减小，GCr15钢加入稀土元素后夹杂物与基体协调性增强，改善了钢的抗疲劳性能。
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，引起品界结构、化学成分和能量的变化，并影响其他元素的扩散和新相的成核、长大，最终导致钢的组织和性能的变化。
与低熔点有害杂质作用
一方面与磷、锡、锑等低熔点杂质形成熔点较高的化合物，另一方面还能抑制这些杂质在晶界上的偏聚。
捕氢作用
固溶在铁中的铺或钕是氢的可逆浅“陷阱”，可抑制钢的氢脆。
弥散强化作用
二氧化钻粒子可提高低碳钢的强度和韧性，降低脆性转变温度。ree除提高钢的冲击韧性、降低钢的脆性转变温度、改善钢的各向异性等主要作用外，对钢的组织和性能还有以下影响:提高钢液流动性，改善铸态组织，抑制晶粒长大倾向，影响组织转变，改善热塑性，减弱淬火开裂倾向，抑制回火脆性，提高抗氢脆的能力，提高热强性、耐磨性和抗疲劳性能，改善焊接性能和低温性能，提高抗氧化性能和耐蚀性能等。
分类
稀土处理钢
在生产钢材和铸钢产品过程中，加人一定量的含有一种或几种稀土元素的添加剂材料，在钢中主要起净化钢液、变质夹杂及少量微合金化作用，可改善钢的低温冲击韧性、耐腐、耐磨等性能。
稀土微合金化钢
基于低氧硫洁净钢基础条件下，在生产过程中，采用适宜的稀土加入工艺，加入一定量的含有一种或几种ree的添加剂材料，钢中稀土可在晶界聚集，减少磷、硫等有害元素在品界的偏聚，能与碳、氮反应生成碳、氮化物，在钢中达到抑制晶粒长大和沉淀强化的微合金化作用。
高强稀土耐候钢
通过在普通钢中添加一定量的合金元素(Cu、P、Cr及Ni、Ti、Mo、RE等),制成的一种高强度低合金钢，抵御大气腐蚀，该钢有较高的强度，良好的低温冲击韧性。主要用于生产铁道车辆用高强耐腐蚀热轧钢板和钢带。
高强耐磨稀土重轨钢
含稀土和其他元素的高强耐磨重轨钢。
稀土低合金钢及稀土合金钢
含稀土的低合金钢和合金钢。
混合稀土金属包芯线
用全退火低碳冷轧钢带制成圆筒，将一定直径的混合稀土金属丝置于圆筒中，中间或填充硅钙粉，制成一定直径的混合稀土金属包芯线。是炼钢和铸造用添加剂。
工艺
ree与氧、硫元素的亲和力很强，常见的稀土加入方法有：大包投入法、大包压入法、钢包内喷吹稀土粉法、模铸中注管加入法、模内吊挂稀土金属棒法、中间包喂线、结晶器喂稀土金属丝法。
相关研究
具有近原子分辨率的电子显微镜可用于识别钢中稀土元素的分布状态，但由于稀土元素的固体溶解度极低，因此不能提供可靠的结果，并且稀土元素在微观层面的作用机理目前很难通过实验手段进行分析，这些过程需要经历较长的时间并且耗费大量的资源。在材料学研究中，材料模拟与计算设计是继实验研究方法、理论研究方法之后的第3个重要科学研究方法。同时中国材料基因组计划掀开了中国材料设计与模拟领域远景规划的序幕。材料所有的宏观性质都由材料内部的微观结构决定，因此新材料的研发离不开材料的计算与模拟，准确而有效的理论计算和模拟将会有效地减少研发周期并降低研发成本。采用模拟计算研究材料性质的两种最常用的方法是密度泛函理论和分子动力学。基于密度泛函理论，能从电子的层面探讨材料的光学、磁性、力学等性质，已逐渐成为在材料科学领域研究的重要手段之一，对材料的成分设计、合成和性能研究提供了不可或缺的指导；而分子动力学是一套结合了物理、数学和化学综合技术的分子模拟方法，通过利用计算机来模拟实验上原子核的运动过程，从而得到更加准确和有效的材料的热力学量及其他宏观性质。
密度泛函理论计算了稀土Ce元素在铁晶界的固溶焓，稀土Ce元素在Σ5(310)[001]晶界处的固溶焓为负值，同时也降低了Σ5(310)[001]晶界的晶界能，表明稀土Ce元素可以在晶界处稳定存在且增加了晶界的稳定性。这一结果证实了枝晶界面可以有效捕获钢中的ree，这一发现有效地解决了使用传统技术表征钢中稀土原子所带来的问题。
材料模拟与计算的应用能够有效降低稀土钢的研究成本，缩短研究周期，促进稀土钢研究领域的快速发展。目前的模拟计算方法在原子数目较多的大体系上的应用还相当困难，未来大尺度的材料计算与模拟将会是一种趋势，基于云计算和量子计算机的快速发展。
相关事件
2026年1月18日，包钢股份控股子公司下属的板材厂炼钢作业部一650立方米饱和水、蒸汽球罐发生爆炸，爆炸事故后，事故厂区已全面停产。包钢股份在1月19日早间发布的公告中表示，本次事故造成板材厂部分厂房和设备受损，将对板材厂产线及周边受波及的产线生产造成影响，具体损失情况正在核实评估。经包头市生态环境部门跟踪检测，未发现本次事故对周边大气、土壤环境造成影响，现场无废水产生，截至1月21日，造成10人死亡，84人受伤，所有伤员生命体征平稳。
参考资料 >
河钢国内首创稀土钢冶炼及连铸新工艺破解行业难题.网易.2026-01-28
包钢发生爆炸的板材厂生产的稀土钢是什么？钢材市场影响几何.新浪财经.2026-01-28
The Role of Rare Earths on Steel and Rare Earth Steel Corrosion Mechanism of Research Progress.MDPI.2026-02-09
金属所低氧稀土钢研究取得突破性进展.金属所低氧稀土钢研究取得突破性进展.2026-01-28
金属所低氧稀土钢研究取得突破性进展.金属所低氧稀土钢研究取得突破性进展.2026-02-05
出口68个国家和地区!稀土钢惊艳世界!.澎湃新闻.2026-02-02
金属所低氧稀土钢研究获进展.中国科学院.2026-01-28
稀土处理钢.稀土处理钢.2026-01-28
中钢协稀土钢应用推广工作组在京成立.界面新闻.2026-01-28
十年至少21起、30人死亡，包钢股份安全事故频发绝非“一日之寒”.澎湃新闻.2026-02-02
包钢板材厂爆炸事故造成10人死亡.新华网.2026-02-05
喜报！我国低氧稀土钢研究取得重要进展，这是什么“黑科技”？.每日经济新闻.2026-01-28
包钢锻造300牌号稀土钢托举“中国速度”.金台资讯.2026-01-28