В статье представлены результаты компьютерных и экспериментальных исследований термодинамических свойств нанокластера железа под действием Н2, а также влияния примесей поверхностно-активных веществ (ПАВ) Те и Н2 на полиморфные и фазовые переходы при ускоренных затвердеваниях высокоуглеродистых сплавов железа состава эвтектики. Методом молекулярной динамики (МД) рассмотрены различные типы наноструктур в зависимости от состава и геометрии нанофрагментов, морфологии их поверхности, степени влияния на ближнее и дальнее упорядочения. Экспериментальными исследованиями показано, что примеси ПАВ Те и Н2 способствуют переохлаждению расплава, увеличивают количество карбидных фаз, а совместное их присутствие в сплаве увеличивает содержание Н2 в отливках и склонность к трещинообразованию отливаемых изделий.