Cácbit cùng tinh trong gang trắng crôm cao có dạng hình tấm cong, phân bố rời rạc (hoặc có dạng sợi khi làm nguội nhanh) và có độ dai va đập tăng so với cácbit M3C. Tinh thể M7C3 có kích thước chiều dài lớn hơn kích thước bán kính tinh thể, làm giảm độ dai. Tuy nhiên sự phát triển của M7C3 ưu tiên dọc theo hướng [0001] nên rất khó khăn để thay đổi hình thái. Vì lý do này mà sự cầu hóa, hay làm nhỏ mịn cácbit M7C3 đã được tập trung nghiên cứu rất nhiều. Các nguyên tố trong đất hiếm là những nguyên tố hoạt tính bề mặt, tập trung trước mặt phân cách rắn-lỏng, làm tăng tốc độ nguội và ngăn cản tốc độ phát triển của ausenit. Khi những tinh thể đầu tiên của austenit xuất hiện đó là cầu nối giữa biên cácbit và austenit. Các tinh thể nhánh cây austenit kết nối với nhau làm các cácbit trở nên rời rạc và hình dạng cácbit cũng thay đổi từ tấm sang tấm mảnh hoặc sang hình que (sợi). Bên cạnh đó các nguyên tố đất hiếm hòa tan vào gang lỏng thấp nên khi các tinh thể cácbit M7C3 kết tinh, các nguyên tố đất hiếm hấp phụ ngay trên các bề mặt tinh thể cácbit M7C3 ngăn cản sự phát triển của tinh thể cácbit M7C3 đặc biệt theo hướng [0001]. Tác dụng của các nguyên tố đất hiếm được thể hiện rõ trong hình 1.29, các nguyên tố đất hiếm hấp phụ lên các mặt tinh thể M7C3 vì vậy chúng ngăn sự phát triển của M7C3 đặc biệt theo hướng [0001] (là hướng phát triển mạnh nhất của M7C3) và tinh thể M7C3 trở nên nhỏ mịn hơn khi có tác dụng của đất hiếm:
Hình 1.29: Sự lớn lên của M7C3 khi không có chất biến tính (I) và khi có chất biến tính (2)
Các nguyên tố đất hiếm
Bảng 1.5: Năng lượng tự do của các phản ứng hóa học giữa các nguyên tố đất hiếm với Oxy và S [72 ] Phản ứng ΔG/(J/mol) [Ce]+2[O]=CeO2 –131000+223.10T [La]+3/2[O]=1/2La2O3 –755822+197.86T [Ce]+[Al]+3[O]=CeAlO 3 –1366460+343.17T [La]+[Al]+3[O]=LaAlO 3 –801616+128.87T [Ce]+3/2[O]=1/2Ce2O3 –714380+185.67T [Ce]+[O]+1/2[S]=1/2Ce2O2S –675700+164.45T [Ce]+3/2[S]=1/2Ce2S3 –536420+112.16T [La]+3/2[S]=1/2La2S3 –600509+149.95T La]+[O]+1/2[S]=1/2La2O2S –721978+253.48T [Ce]+[S]=CeS –422100+85.46T [La]+[S]=LaS –445225+188.33T
Mặt khác, các oxyt đất hiếm, sunfit đất hiếm có nhiệt độ nóng chảy cao có thể làm tâm mầm kết tinh dị thể cho các pha cácbit M7C3và pha austenit.
Các oxyt đất hiếm như LaAlO3 và Ce2O3, Ce2O2S cũng phù hợp với lý thuyết về độ không đồng nhất của tâm mầm đưa ra bởi Turnbull et al [62] về hai điều kiện tạo tâm mầm thứ nhất. Để có thể là các chất tạo ra các tâm mầm, đầu tiên các chất tạo mầm cần có điểm nóng chảy cao; thứ hai, sự chênh lệch giữa các chỉ số của mặt tinh thể giữa hai pha: pha tạo mầm và pha pha mới đang kết tinh đó phải không lớn.
Sự chênh lệch về thông số mạng của Ce2O2S và cácbit M7C3 theo hướng [0001]Ce2O2S và [2110] M7C3 có giá trị bằng 6,2%,. Điều này có nghĩa Ce2O2S làm tâm mầm dị thể cho cácbit M7C3
trong gang crôm cao (chỉ ra trên hình 1.30).