球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。
球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。
稀土能使石墨球化。使用铈得到球墨铸铁件以来，先后许多人研究了各种稀土元素的球化行为，发现铈是较有效的球化元素，其他元素也均具有程度不等的球化能力。
对稀土的球化作用进行了大量研制工作，发现稀土元素对常用的球墨铸铁成分（C3.6～3.8wt，Si2.0～2.5wt）来说，球墨铸铁件很难获得同镁球墨铸铁那样完整均匀的球状石墨；而且，当稀土量过高时，还会出现各种变态形的石墨，白口倾向也较大，但是，如果是高碳过共晶成分（C>4.0wt），稀土残留量为百分之0.12～0.15wt时，可获得良好的球状石墨。
根据铁质差、含硫量高（冲天炉熔炼）和出铁温度低的情况，加入稀土是必要的。球墨铸铁件球化剂中镁是元素，稀土一方面可促进石墨球化；另一方面克服硫以及杂质元素的影响以保证球化也是须的。
稀土防止干扰元素破坏球化。研究表明，当干扰元素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等总量为0.05wt时，加入0.01wt（残余量）的稀土，球墨铸铁件以完全中和干扰，并可变态石墨的产生。中国绝大部分的生铁中含有钛，有的生铁中含钛高达百分之0.2～0.3wt，但稀土镁球化剂由于能使铁中的稀土残留量达0.02～0.03wt，故仍可保证石墨球化良好。如果在球墨铸铁中加入0.02～0.03wtBi，则几乎把球状石墨完全破坏；若随后加入0.01～0.05wtCe，则又恢复原来的球化状态，这是由于Bi和Ce形成了稳定的化合物。
稀土的形核作用。20世纪60年代以后的研究表明，含铈的孕育剂可使铁液在整个保持期中增加球数，使终的组织中含有更多的石墨球和更小的白口倾向。经研究还表明，球墨铸铁件含稀土的孕育剂可改善球墨铸铁的孕育效果并显著提高抗衰退的能力。加入稀土可使石墨球数增多的原因可归结为：稀土可提供更多的晶核，但它与FeSi孕育相比所提供的晶核成分有所不同；稀土可使原来（存在于铁液中的）不活化的晶核得以长大，结果使铁液中总的晶核数量增多。
2023.12.7 ZG
