『壹』 硅鋼是怎麼製成的，裡面含有哪些元素，有什麼用途
硅鋼是含硅量在3％左右、其它主要是鐵的硅鐵合金。是電力、電子和軍事工業不可缺少的重要軟磁合金，亦是產量最大的金屬功能材料，主要用作各種電機、發電機和變壓器的鐵心。它的生產工藝復雜,製造技術嚴格,國外的生產技術都以專利形式加以保護
『貳』 煉鋼工藝中用得最多的鐵合金是什麼主要起到什麼作用
是硅鐵
硅和氧很容易化合成二氧化硅。硅鐵常用於煉鋼作脫氧劑，同時由於SiO2生成時放出大量的熱，在脫氧同時，對提高鋼水溫度也是有利的。硅鐵作為合金元素加入劑。廣泛用於低合金結構鋼、合結鋼、彈簧鋼、軸承鋼、耐熱鋼及電工硅鋼之中，以外硅鐵在鐵合金生產及化學工業中，常用作還原劑。含硅量達95%--99%。純硅常用製造單晶硅或配製有色金屬合金。
硅鐵在鋼工業、鑄造工業及其他工業生產中被廣泛應用。硅鐵是煉鋼工業中必不可少的脫氧劑。炬鋼中，硅鐵用於沉澱脫氧和擴散脫氧。磚坯鐵還作為合金劑用於煉鋼中。鋼中添加一定數量的硅，能顯著提高鋼的強度、硬度和彈性，提高鋼的磁導率，降低變壓器鋼的磁滯損耗。一般鋼中含硅0.15%-0.35%，結構鋼中含硅0.40%～1.75%，工具鋼中含硅0.30%～1.80%，彈簧鋼中含硅0.40%～2.80%，不銹耐酸鋼中含硅3.40%～4.00%，耐熱鋼中含硅1.00%～3.00%，硅鋼中含硅2%～3%或更高。
高硅硅鐵或硅質合金在鐵合金工業中用作生產低碳鐵合金的還原劑。硅鐵加入鑄鐵中可作球墨鑄鐵的孕育劑，且能阻止碳化物形成，促進石墨的析出和球化，改善鑄鐵性能。
此外，硅鐵粉在選礦工業中可作懸浮相使用，在焊條製造業中作焊條的塗料；高硅硅鐵在電氣工業中可用制備半導體純硅，在化學工業中可用於製造硅酮等。
在煉鋼工業中，每生產一噸鋼大約消耗3～5kg75%硅鐵。
『叄』 合金鋼中經常加入的合金元素主要有哪些怎樣分類他們對鋼的影響有哪些
各種化學成分在鋼里分別有什麼用？1、碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和沖擊性降低，當碳量0.23%超過時，鋼的焊接性能變壞，因此用於焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
2、硅（Si）：在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含有0.15－0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0－1.2%的硅，強度可提高15－20%。硅和鉬、鎢、鉻等結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可製造耐熱鋼。含硅1－4%的低碳鋼，具有極高的導磁率，用於電器工業做矽鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接性能。
3、錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算「錳鋼」，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點高40%。含錳11－14%的鋼有極高的耐磨性，用於挖土機鏟斗，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。
4、磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%，優質鋼要求更低些。
5、硫（S）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小於0.055%，優質鋼要求小於0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。
6、鉻（Cr）：在結構鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。
7、鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由於鎳是較稀缺的資源，故應盡量採用其他合金元素代用鎳鉻鋼。
8、 鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力，發生變形，稱蠕變)。結構鋼中加入鉬，能提高機械性能。 還可以抑制合金鋼由於火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。
9、鈦(Ti)：鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織緻密，細化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦，可避免晶間腐蝕。
10、釩(V)：釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。
11、鎢(W)：鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強性，作切削工具及鍛模具用。
12、鈮(Nb)：鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現象。
13、鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用於特殊鋼和合金中，如熱強鋼和磁性材料。
14、銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小於0.50%對焊接性無影響。
15、鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B)：鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋性能，提高強度。
17、氮(N):氮能提高鋼的強度，低溫韌性和焊接性，增加時效敏感性。
18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序數為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬，但他們的氧化物很象「土」，所以習慣上稱稀土。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分布和性質，從而改善了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土，可提高耐磨性。
『肆』 合金鋼中常加入的合金元素有哪些
合金元素中經常加入的合金元素有錳（Mn）、硅(Si)、鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉬（Mo）、鎢（W）、鈦（Ti）、硼（B）、鋁（Al）、鈮（Nb）、鋯（Zr）等。
主要起如下作用: 1). 強化 2). 穩定組織、細化晶粒 3). 提高淬透性 4). 提高抗氧化和耐蝕能力
『伍』 請說出除碳外三種常用於鋼中的合金元素,並說明它們的作用
鋼中一般都有C.Si.Mn.P.S五種元素，
P.S屬於不屬於合金元素吧，元素S，也就是元素硫，在鋼材中能提高鋼的切削加工性能，在易切削鋼中硫作為有益元素加入。在滾珠軸承鋼中，硫化物在一定范圍內表現出有益作用從[S]%從0.0008%增至0.013%~0.018%，可顯著隨著硫的增加可顯著改善疲勞性能。
對於元素P，也就是元素磷,在常規鋼種中，磷是一種有害的雜質元素，但是對於耐候鋼而言，磷則是一種有用元素，當耐候鋼中的磷含量處於0.04~0.15 %之間，P和 Cu同時加入鋼中，可以使內銹層分帶明顯，更有利於提高鋼的耐蝕性。
Si是煉鋼過程中重要的還原劑和脫氧劑：對於碳鋼中的很多材質來說，都含有0.5%以下的Si，這些Si一般是由於煉鋼過程中作為還原劑和脫氧劑而帶入的。
Si可以顯著提高鋼的強度：當含量大於0.5%時，Si元素可認為是作為合金元素進行添加，可顯著提高鋼材的屈服強度。彈簧鋼，例如55Si2Mn，也是利用Si來提高屈服強度，其Si含量高達2%。
但是，事情總是有好就有壞，Si含量也不是越高越好。Si含量升高，特別是超過3%時，會顯著降低鋼的塑性和韌性，降低焊接性能。
3.Si含量影響鋼材的表面質量：做熱軋產品的朋友可能會碰到鋼材表面有紅鐵皮的現象。紅鐵皮產生的主要原因就是因為Si。Si含量較高時容易在熱軋帶鋼表面產生紅鐵皮，後續酸洗不易清洗。而研究表明，Si含量在0.15%以下的鋼表面紅鐵皮基本沒有殘留。
Si是電工鋼中不可或缺的元素：含硅量在0.5%-4.5%的低碳鋼，具有優異的電磁性能，常用於硅鋼，主要用作各種電機、發電機和變壓器的鐵芯。可以說，如果鋼中沒有Si元素，生活中的很多家電都將無法正常工作。
Mn
1．在適量下，錳量增加可增加鋼的強度及硬度。
2．錳有脫氧及脫硫功效（形成MnS），防止熱脆，故錳能改善鋼的鍛造性與可塑性。
3．錳在鋼中含量多，可降低鋼的淬火溫度。
4．可增進鋼的硬化深度，尤其對含碳量高的錳鋼最為顯著。
5．降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷卻時的過冷度，細化珠光體組織以改善其機械性能。
『陸』 硅鋼片成份表該如何填寫
硅鋼的牌號不同，其化學組成也不同，但其基本組成包括三大類元素。第一類為其基本合金元素即：C、Si、Mn等；第二類為雜質元素：P、Al、S、N、B、Cu等；第三類為特殊用途合金元素如：Sb、Sn等。
1 基本合金元素的作用
1.1 碳元素
首先應考慮硅鋼中含碳引起的嚴重現象，若成品中殘留碳，則出現磁時效，磁時效的發生取決於碳含量。如果磁時效在馬達或其它電氣設備中產生，那麼鐵損值就可增加到初始值的二倍，設備就會受到損壞，因此碳對軟磁材料的磁性極為有害。碳會增大α-Fe的矯頑力，加大磁滯損失，降低磁感應強度，所以高級優質硅鋼片中碳含量要求在0.020 %，甚至0.010 %以下。一般說來〔1〕，碳對磁性的影響程度隨鋼中硅含量的不同而不同；碳存在的形態不同，對磁性的影響也不同。有人認為〔2〕晶界上滲碳體對磁性影響較晶粒內部小，但會使硅鋼片塑性顯著變壞。碳使硅鋼片磁導率降低，而且又是形成磁時效的主要元素之一。
Ueno K等人採用不同硅含量的各種牌號無取向電工鋼，在150 ℃下時效30 000 h，通過調整殘留碳量研究最終產品的鐵損。圖1所示是硅含量為0.3 %的無取向硅鋼的鐵損(p15/50)隨碳含量的變化〔3〕。當碳含量為0.004 5 %時，時效1 000 h後，鐵損增加20 %，而時效時間從1 000 h增加到10 000 h，不管殘留碳多少，鐵損均不發生變化，但時效後的鐵損仍隨殘留碳量增加而增大。
圖 1 不同殘留碳量硅鋼的鐵損增加與時效時間的關系
Fig.1 Relation between the iron loss increment and aging time for different resial carbon content
圖2表示硅含量分別為3.0 %、2.0 %和0.3 %三種無取向電工鋼由於時效引起的鐵損最大增量與殘留碳量的關系〔3〕，由圖可知，時效現象幾乎和硅含量無關，鐵損劣化速度僅與殘留碳量有關。
1.2 硅的作用
硅能顯著減少硅鋼內的渦流損失，從而總鐵芯損失減少(表1)。硅還可以提高相圖中A3線和降低A4線臨界溫度，在Fe-Si相圖中形成閉合的γ-圈。當含2.5 %～15 %Si時為單相α-Fe。所以高硅硅鋼片多經高溫退火來使組織均勻，晶粒粗化，夾雜聚集。硅可以減少晶體各向異性，使磁化容易，磁阻減少。硅對電阻率及其它固有磁性的影響如圖3所示〔3〕。硅能顯著提高α-Fe比電阻，因而減少渦流損失。在強磁場作用下，硅使硅鋼片的磁導率下降。
圖 2 鐵損最大增量與殘留碳量的關系
Fig.2 Relation between the maximum increment of the iron loss and the resial carbon content
還能減輕鋼中其它雜質的危害，使碳石墨化，降低對磁性的有害影響。硅和氧有強親和力，起脫氧作用。硅可減少碳、氧和氮在α-Fe中脫溶引起的磁時效現象。硅還能與氮化合成氮化硅，硅高時氮在鋼中的溶解度可降低。
表 1 硅含量對各種損失的影響
Table 1 Effect of Si content in the silicon steel on some kinds of losses
1 T下損失/W*kg－1 鋼中硅含量/%
0.5 1 2.5 4
磁滯損失(ph) 2.2 1.9 1.68 1.06
渦流損失(pe) 1.15 0.78 0.38 0.16
總鐵芯損失(p10) 3.35 2.68 2.06 1.22
圖 3 硅含量對硅鋼電阻率和其它固有磁性的影響
Fig.3 Effect of silicon content in the silicon steel on resistivity of silicon steel and other naturalmagnetic properties
硅除對電工鋼上述有利作用外，硅也會使鋼變脆。目前已研究成功含硅6.5 %的硅鋼片，高硅硅鋼導熱性低，鋼帶冷卻和加熱時容易發生內裂。
隨著硅含量的增加，硅鋼片的硬度也隨之升高，且易氧化生銹，在其表面形成氧化膜，結果導致硅鋼用戶沖片用的模具變得容易損壞。
1.3 錳的作用
新日本鋼鐵會社研究了非常潔凈的低硅高錳鋼，試驗發現，高的錳含量可以改善晶體結構，加1.0 %Mn後，帶鋼晶體組織中(100)和(110)晶面增加，(111)晶面減少，磁性顯著改善。
一般認為〔4〕，過多的錳會對磁性產生有害的影響，這是因為它使織構變壞，並且形成不需要的沉澱物MnS，但當在生產過程中，利用十分潔凈的鋼，就可以使錳對織構控制起有利作用。
另外，錳是防止熱脆不可缺少的元素，其含量應控制在0.1 %以上，錳會提高碳在鐵中的溶解度，擴大γ相區，與碳化合成滲碳體，故錳的含量也不宜過高，一般不超過1.5 %。
2 雜質元素的影響〔4，5〕
2.1 磷元素
低碳電工鋼板主要用來製造微電機(＜1 kW)和小型電機(＜100 kW)。由於這種材料比較軟，沖片性能差，因此常加入磷(0.08 %～0.15 %)來強化鐵素體，提高硬度，改善沖片性。
磷會增加硅鋼的冷脆性，使冷加工困難，原因是在晶界處形成脆的磷化鐵。在室溫時鋼中α相可溶解1.2 %的磷，呈置換固溶體。磷會改變鐵原子間結合力和激活能，故對再結晶過程和晶粒長大有影響。磷的影響超過同樣硅含量影響的4～5倍，磷還可以提高比電阻，降低渦流損失；由於磷促使晶粒增大，故亦可使矯頑力和磁滯損失降低。隨磷含量增加，在弱和中磁場下的磁感應強度提高；而在強磁場下，由於磷使晶粒粗化而磁感應強度(B100)略有減少。
同時，磷是一種界面活性元素，偏聚於晶界會導致嚴重的晶界脆化，從而使成品鋼板變得極脆。
2.2 鋁元素
鋁的作用與硅相近，可以提高鋼的比電阻，減少鐵芯損失(圖4)，並降低磁感應強度，鋁含量達到一定數量會使晶粒粗化並促使碳石墨化。
鋁還能減少鋼中氧含量，減少磁時效現象。鋁使γ相區縮小。雖然鋁對磁性有利，但鋼中鋁氧化物又會使磁性變壞。鋁又是冷軋硅鋼脫氧所需成分，加鋁還可獲得高純度鋼，使鋼可連續澆注。
某些元素對硅鋼性能的影響
http://www.chinaccm.com 2008-7-30 11:35
[關鍵詞] 某些元素 對 硅鋼 性能 影響 鋼
中華商務網訊:
摘 要 介紹了硅鋼中某些元素對其性能的影響，並扼要分析了某些元素對硅鋼性
能影響的機制。其中碳是引起硅鋼發生磁時效的重要元素之一，隨著硅鋼中碳含量
的增加，其鐵損增加；而硅含量增加能顯著降低硅鋼鐵損。磷、鋁、銅是主要雜質
元素，但適量的磷可提高硅鋼的防銹能力。錫和銻均是表面活性元素，它們可使硅
鋼最終退火織構中｛111｝面組分減少，｛100｝和｛110｝面組分增加，從而降低
硅鋼鐵損，提高其磁感應強度。
關鍵詞 硅鋼 合金元素 鐵損 磁感應強度
INFLUENCE OF SOME ELEMENTS ON THE PROPERTIES
OF SILICON STEEL
CHU Shuangjie QU Biao DAI Yuanyuan
(Baoshan Iron and Steel Corp.)
ABSTRACT In the paper,influence of some elements on the properties of
silicon steel are introced,with an analysis of the mechanism.Carbon i
s an important element that causes magnetic aging of silicon steel and
as the carbon content in the silicon steel increases,the iron loss also
increases,but with increase of silicon,the iron loss decreases obvious
ly.P,Al,Cu are main impurities in silicon steel,but suitable content P
may improve the antirust property of silicon steel.Sn and Sb are surfac
e active elements,they might rece component of ｛111｝and increase ｛
100｝and ｛110｝component in texture of silicon steel,thus decrease the
iron loss of the silicon steel and increase the magnetic flux density.
KEY WORDS silicon steel,alloying element,iron loss,magnetic flux densi
ty
從節能觀點看，時代的趨勢是提高電氣設備的效率，其手段之一是改進電機鐵
芯所用的電磁鋼板的磁性，也就是說，對低鐵損、高磁通密度的硅鋼要求日益強
烈。
硅鋼和其它金屬材料一樣，其磁性性能主要由其內部組織結構所控制，眾所周
知，組織結構的確立又與其合金元素密切相關，織構、金屬間化合物的形成及析
出，合金元素的偏析等將對硅鋼的鐵損和磁感應強度產生重要影響。
硅鋼的牌號不同，其化學組成也不同，但其基本組成包括三大類元素。第一類
為其基本合金元素即：C、Si、Mn等；第二類為雜質元素：P、Al、S、N、B、Cu
等；第三類為特殊用途合金元素如：Sb、Sn等。
1 基本合金元素的作用
1.1 碳元素
首先應考慮硅鋼中含碳引起的嚴重現象，若成品中殘留碳，則出現磁時效，磁
時效的發生取決於碳含量。如果磁時效在馬達或其它電氣設備中產生，那麼鐵損值
就可增加到初始值的二倍，設備就會受到損壞，因此碳對軟磁材料的磁性極為有
害。碳會增大α-Fe的矯頑力，加大磁滯損失，降低磁感應強度，所以高級優質硅
鋼片中碳含量要求在0.020 %，甚至0.010 %以下。一般說來〔1〕，碳對磁性的影
響程度隨鋼中硅含量的不同而不同；碳存在的形態不同，對磁性的影響也不同。有
人認為〔2〕晶界上滲碳體對磁性影響較晶粒內部小，但會使硅鋼片塑性顯著變
壞。碳使硅鋼片磁導率降低，而且又是形成磁時效的主要元素之一。
Ueno K等人採用不同硅含量的各種牌號無取向電工鋼，在150 ℃下時效
30 000 h，通過調整殘留碳量研究最終產品的鐵損。圖1所示是硅含量為0.3 %的
無取向硅鋼的鐵損(p15/50)隨碳含量的變化〔3〕。當碳含量為0.004 5 %時，時
效1 000 h後，鐵損增加20 %，而時效時間從1 000 h增加到10 000 h，不管殘
留碳多少，鐵損均不發生變化，但時效後的鐵損仍隨殘留碳量增加而增大。
圖 1 不同殘留碳量硅鋼的鐵損增加與時效時間的關系
Fig.1 Relation between the iron loss increment and aging
time for different resial carbon content
圖2表示硅含量分別為3.0 %、2.0 %和0.3 %三種無取向電工鋼由於時效引起的鐵損
最大增量與殘留碳量的關系〔3〕，由圖可知，時效現象幾乎和硅含量無關，鐵損
劣化速度僅與殘留碳量有關。
1.2 硅的作用
硅能顯著減少硅鋼內的渦流損失，從而總鐵芯損失減少(表1)。硅還可以提高
相圖中A3線和降低A4線臨界溫度，在Fe-Si相圖中形成閉合的γ-圈。當含2.5 %～
15 %Si時為單相α-Fe。所以高硅硅鋼片多經高溫退火來使組織均勻，晶粒粗化，
夾雜聚集。硅可以減少晶體各向異性，使磁化容易，磁阻減少。硅對電阻率及其
它固有磁性的影響如圖3所示〔3〕。硅能顯著提高α-Fe比電阻，因而減少渦流損
失。在強磁場作用下，硅使硅鋼片的磁導率下降。
圖 2 鐵損最大增量與殘留碳量的關系
Fig.2 Relation between the maximum increment of the
iron loss and the resial carbon content
還能減輕鋼中其它雜質的危害，使碳石墨化，降低對磁性的有害影響。硅和
氧有強親和力，起脫氧作用。硅可減少碳、氧和氮在α-Fe中脫溶引起的磁時效現
象。硅還能與氮化合成氮化硅，硅高時氮在鋼中的溶解度可降低。
表 1 硅含量對各種損失的影響
Table 1 Effect of Si content in the silicon steel on some kinds of los
ses
1 T下損失/W*kg－1 鋼中硅含量/% 0.5 1.0 2.5 4.0 磁滯損失(ph) 2.20 1.90 1.68 1.06 渦流損失(pe) 1.15 0.78 0.38 0.16 總鐵芯損失(p10) 3.35 2.68 2.06 1.22
圖 3 硅含量對硅鋼電阻率和其它固有磁性的影響
Fig.3 Effect of silicon content in the silicon steel on
resistivity of silicon steel and other naturalmagnetic properties
硅除對電工鋼上述有利作用外，硅也會使鋼變脆。目前已研究成功含硅6.5 %
的硅鋼片，高硅硅鋼導熱性低，鋼帶冷卻和加熱時容易發生內裂。
隨著硅含量的增加，硅鋼片的硬度也隨之升高，且易氧化生銹，在其表面形成
氧化膜，結果導致硅鋼用戶沖片用的模具變得容易損壞。
1.3 錳的作用
新日本鋼鐵會社研究了非常潔凈的低硅高錳鋼，試驗發現，高的錳含量可以改
善晶體結構，加1.0 %Mn後，帶鋼晶體組織中(100)和(110)晶面增加，(111)晶面減
少，磁性顯著改善。
一般認為〔4〕，過多的錳會對磁性產生有害的影響，這是因為它使織構變
壞，並且形成不需要的沉澱物MnS，但當在生產過程中，利用十分潔凈的鋼，就可
以使錳對織構控制起有利作用。
另外，錳是防止熱脆不可缺少的元素，其含量應控制在0.1 %以上，錳會提高
碳在鐵中的溶解度，擴大γ相區，與碳化合成滲碳體，故錳的含量也不宜過高，一
般不超過1.5 %。
2 雜質元素的影響〔4，5〕
2.1 磷元素
低碳電工鋼板主要用來製造微電機(＜1 kW)和小型電機(＜100 kW)。由於這種
材料比較軟，沖片性能差，因此常加入磷(0.08 %～0.15 %)來強化鐵素體，提高硬
度，改善沖片性。
磷會增加硅鋼的冷脆性，使冷加工困難，原因是在晶界處形成脆的磷化鐵。在
室溫時鋼中α相可溶解1.2 %的磷，呈置換固溶體。磷會改變鐵原子間結合力和激
活能，故對再結晶過程和晶粒長大有影響。磷的影響超過同樣硅含量影響的4～5
倍，磷還可以提高比電阻，降低渦流損失；由於磷促使晶粒增大，故亦可使矯頑力
和磁滯損失降低。隨磷含量增加，在弱和中磁場下的磁感應強度提高；而在強磁場
下，由於磷使晶粒粗化而磁感應強度(B100)略有減少。
同時，磷是一種界面活性元素，偏聚於晶界會導致嚴重的晶界脆化，從而使成
品鋼板變得極脆。
2.2 鋁元素
鋁的作用與硅相近，可以提高鋼的比電阻，減少鐵芯損失(圖4)，並降低磁感
應強度，鋁含量達到一定數量會使晶粒粗化並促使碳石墨化。
鋁還能減少鋼中氧含量，減少磁時效現象。鋁使γ相區縮小。雖然鋁對磁性有
利，但鋼中鋁氧化物又會使磁性變壞。鋁又是冷軋硅鋼脫氧所需成分，加鋁還可獲
得高純度鋼，使鋼可連續澆注。
圖 4 鋁對硅鋼鐵芯損失的影響
Fig.4 Effect of Al content in the silicon steelon the iron core loss
鋁和硅一樣，能使材料變脆，鋁含量大於0.5 %時硅鋼變脆更見突出，但與高硅鋼比較則仍顯有較好的塑性。有人試以Fe-Al-Mn合金作變壓器鋼片，鋁的含量2倍於錳，在3.52 %～6.45 %范圍，電磁性能與含4 %Si的硅鋼相近，但塑性明顯優於後者。
鋁含量太高的其它有害影響是大的長條形鋁化合物析出相在晶界上形成會阻礙晶粒粗化〔5〕。
2.3 銅元素
小於0.7 %的銅溶於α-Fe中，會促使碳石墨化，對磁性無大影響；硅鋼含0.5 %Cu時，防銹能力可提高15倍，故硅鋼中有時故意加入銅。硅鋼中含銅大於0.7 %時，在熱軋過程中會形成大量(CuMn)1.8S和(Mn,Cu)S質點，使硅鋼矯頑力和磁滯損失增加並使鋼變脆。一般硅鋼銅含量控制為0.2 %～0.3 %。
2.4 氮、硫、硼等合金元素的作用
無論是全硬鋼、全加工或半加工硅鋼，氮對磁性都有害。氮是通過生成有害的AlN沉澱發生影響的。表2列出了含1.3 %(Si＋Al)的脫碳半加工硅鋼在1.5 T下測定的磁性。當氮含量從0.006 %降至0.002 %時，其鐵損與磁導率都可進一步改善。
表 2 脫碳半加工硅鋼1.3 %(Si＋Al)在1.5 T下的磁性和晶粒度
Table 2 The magnetic properties and grain size of the decarbonising and semi-manufacturing silicon steel 1.3 %(Si＋Al) at 1.5 T
N/% 鐵損/ 磁導率/ 晶粒尺寸/
W*kg－1 ×4π×10－7 H*m－1 μm
0.002 1.14 2 500 120
0.006 1.23 2 200 90
硫在硅鋼中對磁性有害影響均與基體中存在硫化錳的微細質點及晶界上存在自由硫有關。計算指出，當硫在0.005 %～0.030 %范圍內，對於含0.3 %Mn、0.6 %Si和0.2 %Al的半加工硅鋼，每增加0.02 %S可使鐵損提高0.33 W/kg。
硼加到半加工鋁鎮靜電工鋼中，可以抑制退火時的AlN沉澱。因為在退火時所生成的AlN沉澱會抑制某些結晶方向的晶粒長大，從而產生對磁性不利的織構。硼與氮結合成為氮化硼，在熱軋時沉澱於奧氏體中。若硼超過0.003 %，則對磁性有害，這是因為又生成另一些含硼的化合物(如F23(BC)6)，使晶粒細化。
3 特殊用途的合金元素
3.1 錫元素的作用
近幾年，大量研究工作證明，在高磁感取向硅鋼中加入0.05 %～0.10 %Sn可明顯改善磁性〔6～10〕。多數學者認為，錫可在第二相質點MnS和AlN(稱為抑制劑)與基體界面處偏聚，阻礙它們的Ostwald長大，使其更加細小、彌散，從而增強對晶粒正常長大的抑制能力，減小初次晶粒尺寸，在最終高溫退火後得到更完善的｛110｝〈001〉二次再結晶組織，提高了取向度和磁性；此外，錫還使常化退火時γ相的分布更均勻，常化後珠光體的分散更均勻，從而增大了鐵素體晶粒尺寸，冷軋時形成更多的形變帶，使二次晶粒尺寸減小，鐵損進一步降低。
由於錫是一種表面活性元素，因此亦有可能在最終高溫退火的升溫階段在晶界發生偏聚，加強對晶粒正常長大的抑制能力，減小初次晶粒尺寸，從而起到輔助抑制劑的作用。
何忠治等人〔7〕研究了錫元素對硅鋼二次再結晶的影響。根據其試驗結果可知：①從550 ℃開始錫在取向硅鋼中的晶界偏聚濃度隨溫度的升高而下降，在二次再結晶起始溫度950 ℃，錫在晶界仍有一定的偏聚量；②錫在取向硅鋼中的晶界偏聚行為與純鐵中相似，沒有表現出多元系統中各元素間發生強烈交互作用時的典型特徵，但由於取向硅鋼的初步再結晶織構較強，數據的分散度明顯高於純鐵的情況；③錫通過在取向硅鋼中的晶界偏聚起了輔助抑制劑的作用，並可降低二次再結晶溫度，這些均有利於發展更完善的｛110｝〈001〉二次再結晶，增大二次再結晶晶粒尺寸，提高磁性。
3.2 銻元素的作用
已有若干篇論文討論了銻對無取向電工鋼板性能的作用，發現銻的添加對含1 %～2 %Si和0.3 %Al鋼的能耗具有有益的影響。Shimanaka等〔11〕指出，在無取向Fe-1.85 %Si合金中加入0.01 %～0.08 %Sb，可使最終退火織構中｛111｝組分減少，｛100｝組分增加，且隨著銻含量的增加，織構的這種變化更加顯著；在冷軋無取向硅鋼的再結晶退火過程中，｛111｝位向晶粒容易在晶界附近形核。由於銻是一種界面活性元素，易在晶界偏聚，因而阻礙了｛111｝位向晶粒在晶界附近的形核。
Lyudkovsky〔12〕採用離子散射譜(ISS)和反極圖技術研究了Fe-1 %Si無取向硅鋼中加入0.09 %Sb後的晶粒尺寸、硬度及織構的變化情況，得出結論：①銻能夠促進對材料磁性有利的織構組分的形成，在再結晶之前，含銻與不含銻硅鋼在織構上便已經有了區別，對於含銻硅鋼，最終退火時無論是否脫碳，｛110｝和｛100｝組分強度均顯著提高，同時｛112｝組分強度明顯降低；②與不含銻硅鋼相比，含銻硅鋼在1.5 T下磁導率提高100 %，在1.7 T下磁導率提高30 %，另外，鐵損(p15/60)下降約11 %，這些性能上的提高是由於含銻硅鋼具有較好的織構和較大的晶粒尺寸；③含銻硅鋼具有較大尺寸的原因可能是由於具有｛100｝和｛110｝位向的晶粒邊界遷移性提高，尤其是這些晶粒長大到｛111｝位向區域時。
F.Vodopivce等〔11〕研究發現，(111)面極點密度的最高值出現在銻含量最低時，然後隨著銻含量增加其值逐漸降低，當銻含量增至0.05 %時(111)面極點密度約為一定值。(100)面與(110)面軸密度在銻含量約為0.05 %時出現最高值
4 結語
(1) 碳是引起硅鋼發生磁時效的重要元素之一，隨著硅鋼中碳含量的增加，其鐵損增加；而硅能顯著減少硅鋼內的鐵損，但硅含量過高會使硅鋼變脆，並且難以實現軋制變形。
(2) 硅鋼中雜質合金元素磷主要用來提高硅鋼的沖片性 ，但磷是一種界面活性元素，偏聚於晶界會導致嚴重的晶界脆化。鋁可減少硅鋼鐵芯損失，但降低磁感應強度，且鋁含量高時會使硅鋼變脆。銅可顯著提高硅鋼的防銹能力。氮、硫元素對硅鋼性能總是有害的。
(3) 錫和銻均是表面活性元素，可使硅鋼最終退火織構中｛111｝組分減少，｛100｝組分和｛110｝組分增加，從而降低硅鋼鐵損，並提高其磁感應強度。
『柒』 1，合金鋼中經常加入哪些合金元素
合金鋼的主要合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等。其中釩、鈦、鈮、鋯等在鋼中是強碳化物形成元素，只要有足夠的碳，在適當條件下，就能形成各自的碳化物，當缺碳或在高溫條件下，則以原子狀態進入固溶體中；錳、鉻、鎢、鉬為碳化物形成元素，其中一部分以原子狀態進入固溶體中，另一部分形成置換式合金滲碳體；鋁、銅、鎳、鈷、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子狀態存在於固溶體中。
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『捌』 合金鋼中經常加入的合金元素主要有哪些怎麼分類它們對鋼的影響有哪些
合金鋼里經常加入的合金元素有 Mo、Si、Ni、Cr、Mn、W、V、Ti、Al 等，
Cr、Mo、W、V 強化鐵素體的作用小，形成碳化物傾向作用大；
Si 強化鐵素體的作用最大；
Ni 強化鐵素體作用中等；
V、Al 細化晶粒作用大；
Ti 細化晶粒的作用最大；
Mo、W 細化晶粒作用中等；
Mn可促進晶粒長大，形成碳化物傾向小,強化鐵素體作用大。
『玖』 硅鋼是什麼
一種硅鐵合金。用硅鋼軋制的片材是電工領域中應用最廣的軟磁材料，因而硅鋼片又稱電工鋼片。硅鋼片廣泛用於電動機、發電機、變壓器、扼流圈、電磁機構、繼電器及測量儀表中。
含硅量影響硅鋼片的性能。硅是鋼的良好脫氧劑。它和氧結合,使氧轉變為穩定的不為碳還原的SiO2,避免了因氧原子摻雜而使鐵的晶格畸變。硅在α 鐵中成為固溶體後使電阻率劇增，同時有助於將有害雜質碳分離出來。因此，一般含雜質的鐵加入硅後能提高磁導率，降低矯頑力和鐵損,但含硅量增加又會使材料變硬變脆,導熱性和韌性下降，對散熱和機械加工不利，故一般硅鋼片的含硅量不超過4.5％。
碳、硫、氧被認為是硅鋼片中的三害。這些元素會增加軟磁材料的矯頑力，並使硅鋼片的磁滯損耗增大。此外，含氮過多也會妨礙晶粒成長，導致磁滯損耗和矯頑力增加。含鋁過多(超過0.5％)的硅鋼片脆性太大,很難加工。所以應消除這些對硅鋼片有不良影響的雜質元素。
冷軋硅鋼片或晶粒取向硅鋼片又稱為戈斯織構鋼片，是1934年首先由N.P.戈斯採用冷軋方法製成。它沿軋制方向具有優良的磁性。晶粒取向的織構鋼片不僅在強磁場中具有高的飽和磁通密度和低的鐵損，而且在弱磁場中也有良好的磁性（初始磁導率大）。這是由於冷軋工藝過程使鋼片中雜質含量降低，並在鋼片中造成粗大晶粒。晶粒粗大會使磁導率增大，減小磁滯損耗。冷軋鋼片使晶粒的立方體棱邊(最易磁化方向)沿軋制方向排列，有利於磁化的進行。這種材料稱為單取向硅鋼片。現也能製造多方向易磁化的硅鋼片（即無取向硅鋼片）。
電機工業大量使用厚度為0.35～0.50mm的硅鋼片；在電信高頻技術中常用0.05~0.20mm的薄帶鋼片,以便更有效地降低渦流損耗。熱軋硅鋼片厚度為0.35～0.50mm，密度為7.55～7.70g/cm3,多用於大、中、小型交、直流電動機；冷軋無取向硅鋼片厚度為0.35～0.50mm，密度為7.65～7.75g/cm3，多用於大型交流發電機、電動機，大、中、小型交、直流電動機；冷軋單取向硅鋼片厚度為0.35mm，密度為7.65g/cm3,多用於電力變壓器、電抗器、磁放大器等；冷軋單取向薄帶厚度為0.05～0.20mm，多用於無線電高頻變壓器。