碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于0.09％～0.16％的鋼種稱為亞包晶鋼。在連鑄過程中，鋼水要經(jīng)過相變、結(jié)晶等一系列過程，特別是當(dāng)鋼的碳含量處于包晶反應(yīng)區(qū)域內(nèi)時，由于包晶反應(yīng)的發(fā)生，液相與δ相幾乎同時消失轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，造成較大的體積收縮，增大了鑄坯與結(jié)晶器之間的空隙，熱阻相應(yīng)增大。由于傳熱的不均勻，凝固坯殼厚度也不均勻，在熱應(yīng)力、摩擦力、鋼水靜壓力的作用下，裂紋敏感性大大增加，而當(dāng)這些應(yīng)力的值大于坯殼表面所能承受的最大應(yīng)力時，鑄坯表面就會開始產(chǎn)生裂紋，其中以角部橫裂紋尤為顯著。
科研人員為了提高亞包晶鋼連鑄坯表面質(zhì)量，運(yùn)用低倍顯微觀察以及模擬等手段對亞包晶鋼連鑄坯角部橫裂紋的形成機(jī)理進(jìn)行了研究。
研究結(jié)果表明：不同鋼種角部橫裂紋附近組織不一，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15％的鋼種裂紋附近組織為均勻的鐵素體＋珠光體，而碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.093％的鋼種的裂紋主要發(fā)生在厚度約50μｍ的沿晶先共析鐵素體薄膜上，后者裂紋的發(fā)生率約為前者的3倍；碳含量對鋼種塑性有根本性影響，從而影響角部橫裂紋的發(fā)生，工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明在碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.1％范圍內(nèi)，將碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低至0.07％，角部橫裂紋的發(fā)生率可由原來的44％降低至約4％。二冷數(shù)值模擬優(yōu)化結(jié)果表明，優(yōu)化采用的彎曲段前弱冷模式及彎曲段之后內(nèi)弧強(qiáng)冷模式的冷卻方案可保證連鑄坯內(nèi)外弧角部溫度均避開第Ⅲ脆性區(qū)，優(yōu)化后裂紋數(shù)量及長度大幅度降低，角部橫裂紋的發(fā)生可得到良好控制。