Охлаждение с высокой скоростью для получения мелкого зерна и тем самым большей прочности металла невозможно для отливок большой массы. Измельчение зерна с целью получения мелкозернистой структуры, обладающей более высокими значениями прочности и пластичности по сравнению с крупнозернистой структурой, в этом случае достигается модифицированием - введением в жидкий металл дополнительных центров кристаллизации. Модификаторы вводят в жидкий металл в виде порошков, в небольших количествах, они практически не изменяют химического состава сплава.
Модификатор должен иметь тот же тип кристаллической решетки, что и выплавляемый металл, и близкие параметры решетки (отличие не должно превышать 9%). Температура плавления модификатора должна быть выше температуры кристаллизации выплавляемого металла. Модификаторами могут быть металлы, образующие при их введении в расплав тугоплавкие химические соединения. Так, в качестве модификаторов при выплавке стали используют Аl (температура плавления 660 °С). При введении алюминия в расплавленную сталь происходит реакция обмена:
2Аl + Fе₂O₃= Аl₂О₃ + 2Fе.
В результате этой реакции образуется оксид алюминия — Аl₂О₃, температура плавления которого (~2000 °С) значительно выше температуры плавления стали.