通常晶粒细化能够使钢的高强度和高韧性得到最佳的匹配。从20世纪90年代初期冶金学家们就提出了“氧化物冶金”的理论，该理论以在焊缝金属中的氧化物夹杂的作用为基础，指出在凝固和冷却的一定条件下，夹杂物可能会变成硫化物、氮化物、碳化物和晶间铁素体（IGF）的核，从而使晶粒得到细化，改善钢的力学性能。
迄今为止，氧化物冶金已经成为改善C-Mn钢、薄板钢、低碳非调质钢、高强度低合金钢和焊缝金属热影响区韧性和强度的一种有效方法。许多研究表明，像Ti和Zr的氧化物、碳氮化Ti、Nb、V之类的夹杂物可能对IGF的形核有利，而最佳的非均匀晶核当属Ti2O3。
通常，在焊接工艺中要利用TiN粒子对初生奥氏体的“钉扎”作用，然而随着大热量输入焊接技术的发展以及对钢化学成分控制要求的日益严苛，Ti氧化物冶金已不能满足要求，此外，当热量或焊接温度超过1623K时，一部分TiN粒子可能再次融入基体金属中，由于在再结晶过程中缺乏合适的非均匀晶核，奥氏体晶粒会迅速长大，从而使钢的焊接性能急剧恶化。另外，在一些钢（如轴承钢）中对Ti的百分含量有限制要求（Ti必须控制在0.005wt%以下），如此低的Ti含量对导致IGF形核起不了有效作用，因此必须寻找一些其他的氧化物冶金元素。
对冷却方法及Mg含量对16Mn钢夹杂物和显微组织的影响进行了研究，对含Mg夹杂物导致的非均匀形核的机理进行了探讨。研究结果表明：
1）SiMg合金对16Mn钢夹杂物和显微组织有很大影响。在用SiMg合金处理之后，夹杂物转变为MgAl2O4和MgO。痕量的Mg就可能导致IGF的形核。AF的百分含量随着Mg含量的增加而增加，Mg的最佳含量为≤0.0048%。促使IGF形成的最恰当的冷却方式是：在炉冷至1473K后水冷，以及在1873K水冷。
2）含Mg夹杂物可能成为有效的IGF晶核，这是两个因素作用的结果：即在MgO、MgAl2O4、铁素体-Fe当中晶格错合度的值较低，以及在夹杂物上Si富集区的形成。这两种因素均应归因于IGF的形核。
