对于Mg-Al系合金较成功的晶粒细化工艺是碳质孕育法，传统的细化剂采用MgCO3或C2Cl6等。其原理是形成大量弥散的Al4C3质点，Al4C3是镁合金的最好非均质晶核，因而大量弥散的Al4C3晶核使镁合金晶粒细化。未细化的AZ91D合金的组织为粗大的树枝晶，添加MgCO3细化处理后的AZ91D合金晶粒明显细化成为等轴晶组织。但传统细化剂的不足之处是加入量较大。
稀土可细化镁合金晶粒，稀土元素还具有净化镁合金液、改善合金的铸造性能、提高合金的抗氧化和蠕变性能等作用。有研究采用La2(CO3)3作为AZ91D的晶粒细化剂，并与MgCO3细化剂的细化效果作比较说明。
加入MgCO3时合金的平均晶粒尺寸约为50微米；而加入La2(CO3)3时合金的平均晶粒尺寸约为30微米，比加入MgCO3细化剂的合金的晶粒尺寸小近20微米。还可以看出加入MgCO3后有明显的异质晶核存在；而加入La2(CO3)3后合金中有两种不同的物质生成，但看不到明显的异质晶核存在。
但是采用稀土碳化物作细化剂的缺点是价格较贵。因此采用La2(CO3)3与MgCO3的混合物作细化剂来作比较。采用La2(CO3)3与MgCO3混合物作为AZ91D合金的细化剂，虽然细化剂加入量减少了，但AZ91D合金晶粒更加细小，平均晶粒尺寸为10微米。比加入MgCO3的合金的晶粒尺寸小将近40微米，比加入La2(CO3)3的合金的晶粒尺寸小将近20微米。加入混合物后合金中有两种不同的物质生成，而且在晶核内看到有明显的异质晶核存在。
镁合金的冲击韧性值与细化剂加入量也有一定的关系。随着细化剂加入量的增加，AZ91D合金的力学性能变好。当加入MgCO3时，在其含量为百分之一时合金的冲击韧性达到最大值；而加入La2(CO3)3时，当其含量为小于百分之一时合金的冲击韧性达到最大值；当加入MgCO3与La2(CO3)3的混合物时，加入量仅为La2(CO3)3一半，其混合物比例为2/3时，合金的冲击韧性达到最大值。这与前面所述的晶粒大小的变化是一致的，这充分说明了镁合金的力学性能强烈地依赖其晶粒尺寸的大小。
