化學晶粒細化法是添加晶粒細化劑，增加外來晶形核數目與改變結晶方式來細化晶粒與改善結晶組織，生產非枝晶組織半固態漿料的一種方法。通常化學晶粒細化法與其他方法結合使用來生產半固態漿料，如MHD 法和澆注溫度控制法。通常，鋁合金中加人Al-Ti- B 中間合金細化晶粒。V.Laxmanan 在其申請的專利中，採用該法結合DC 鑄造，選擇合適的工藝參數，生產的A356合金坯料中初生α相為150μm,並呈薔薇狀。挪威Norsk Hydro 公司套用化學晶粒細化法與特殊的凝固條件相結合，製備了半固態鎂合金AZ91細晶粒鑄錠，但此種工藝對鋼等高熔點合金細化作用不明顯。
晶粒細化法的關鍵是選擇合適的晶粒細化劑。比如在鋁合金中，最為困難的是選擇合適Al-Ti-B 晶粒細化劑的Ti/B 比例。近年來，對於鑄造鋁合金，有的學者開始採用新型AIB 晶粒細化劑，用以生產具有非枝晶組織結構的鋁合金坯料。
採用晶粒細化方法生產的具有非枝晶組織結構的合金坯料，晶粒組織細小(A357一般為70~80μm，MHD 法生產的為100~ 130μm),具有更加圓整的晶粒，但所含包裹的液相比MHD 法生產的坯料多。MHD 生產的具有非枝晶組織結構的合金坯料，巨觀偏析比晶粒細化方法生產的坯料嚴重。化學晶粒細化法的缺點是晶粒細化劑只對某些特定的合金系有作用，有時這些晶粒細化劑會成為非金屬夾雜殘留在產品中，降低非枝晶組織坯料在半固態加工時的加工性能，並對最終產品的機械性能造成影響。
