因溶质元素在固、液相中的溶解度差异以及选分结晶现象的存在，导致钢液凝固过程中溶质元素分布不均现象我们称之为偏析。究其形成机理，对于微观偏析可以简单概括为由于溶质元素在固、液相中具有不同的溶解度，因此在铸坯凝固过程中富含C、S、Mn、P等偏析元素的溶质会被排挤到凝固前沿形成溶质的再分布，同时由于较短的凝固时间和固相极小的扩散系数，使得富集溶质不可能做到充分扩散，以致于铸坯凝固后在枝晶干和枝晶间存在溶质溶度不同。微观偏析程度与钢锭中溶质元素本身的固溶度以及其在固相中的扩散能力有关。
　　对于中心偏析其产生机理亦可归纳为因凝固过程中溶质元素在固液相中的溶解度差异导致树枝晶间溶质富集，同时树枝晶间的液相由于富集杂质而熔点降低保持为流动状态，此时若富集溶质的液相因凝固收缩或者是密度差异导致的远大于枝晶臂间距范围内的液相流动，最终这种富集溶质将会滞留在凝固末端导致铸坯凝固结构中区域性溶质元素分布不均。与微观偏析发生在枝晶臂间距范围内不同的是宏观偏析发生在几厘米甚至几十厘米的距离上。根据导致富集溶质的液相流动的驱动力不同，铸坯中心偏析的产生机理可以概括为以下3种：
　　(1)凝固后期因液相密度差异导致富含溶质的液相流至凝固末端形成偏析。液相密度的变化可以是由于温度的变化或者是液相浓度的变化引起的。
　　(2)因铸坯热、机械鼓肚，凝固收缩等原因抽吸枝晶间富集溶质形成中心偏析。
　　(3)枝晶生长过程中的凝固塔桥，桥下空穴得不到上部的补缩，抽吸枝晶间富集溶质形成偏析、疏松。
凝固搭桥理论认为，因过热度较高或局部二冷不均导致铸坯凝固过程中局部柱状晶生长过于发达，在铸坯断面中心形成“凝固桥”，称之为“小钢锭凝固结构”。桥下铸坯液相凝固后因得不到上部钢液的补缩，因此会形成疏松和缩孔并抽吸枝晶间富集溶质，形成中心偏析。“小钢锭凝固结构”导致铸坯中心偏析的形成，大致可分为以下四个阶段：
　　(1)柱状晶稳定生长；
　　(2)由于二冷不均等工艺因素的影响，使得柱状晶的生长快慢不均，即某些柱状晶生长快，而另一些柱状晶生长慢；
　　(3)同一横断面上生长较快的柱状晶在铸坯中心相遇，形成了所谓的晶桥；
　　(4)晶桥形成后上部钢水受阻不能对下部钢水的凝固收缩进行及时补充，因而在晶桥下边，钢水按一般钢锭凝固的模式凝固。
　　“小钢锭”凝固的结果不但会形成中心偏析疏松，还会形成V、A型偏析等。孙齐松等人的研究表明：连铸坯凝固过程中沿轴向组织和成分分布是不均匀的。由于凝固搭桥现象，沿轴向会交替出现较宽的晶粒细小的等轴晶区和较窄的晶粒粗大的等轴晶区，因而会出现对应着溶质元素的负偏析区和正偏析区。另外，由于晶桥的形成是在连铸坯凝固过程中断续出现的，所以“小钢锭”的凝固也是断续出现的。因此连铸坯的整个凝固过程，可以看作是无数“小钢锭”断续凝固的结果。对于有轻压下设备的连铸板坯，在铸坯凝固过程中轻压下的作用下，晶桥将会被压碎，碎断的枝晶将作为中心液相的形核核心，促进中心等轴晶的生长，使中心凝固结构更致密，减少富集溶质在中心聚集的几率，减小中心偏析。
　　虽然目前人们已经达成共识，连铸坯宏观中心偏析是由于枝晶间残余浓化钢液的宏观流动造成的。而事实上引起这一流动的因素很多，如温度梯度的存在、液相浓度的不同、重力作用等引起自然对流；又如铸坯在钢液静压力作用下形成的鼓肚和凝固收缩在中心形成的空穴对枝晶间残余液相的抽吸作用引起的强制流动；还有其他机械因素等导致的铸坯变形而引起的内部强制对流等。以上宏观偏析的形成理论在某些方面都能给出合理的解释，但是由于实际浇铸过程的复杂性及其诸多的影响因素，因此每种理论都具有局限性，实际过程中究竟是那种原因占据主导地位，须具体情况具体分析。

——本文摘自论文文献综述