矽的化学成份cas编号是多少

硅钢的磁导率是1.72T；

硅钢的磁导率：根据不同类型的硅钢片，磁导率不同。不使用等级，差异很大。目前，50W1300可以达到1.74T，50W800可以达到1.72T，50SW600可以达到1.69T。如果是高磁感应，则通常增加约0.05T。

硅钢是硅铁合金。用硅钢轧制的板材是电场中使用最广泛的软磁材料，因此硅钢板也称为电工钢板。硅钢片广泛用于电动机，发电机，变压器，扼流圈，电磁机构，继电器和测量仪器。

扩展资料

硅钢片一般随硅含量提高，铁损、冲片性和磁感降低，硬度增高。工作频率愈高，涡流损耗愈大，选用的硅钢片应当愈薄。

硅钢主要用氧气转炉冶炼，也可用电弧炉冶炼，配合钢水真空处理和AOD技术见炉外精炼，采用模铸或连铸法。根据不同的用途，冶炼时改变硅（0.5～4.5%）和铝（0.2～0.5%）含量以满足不同磁性的要求。高牌号硅钢片的硅和铝量相应提高。碳、硫和夹杂物尽量减少。

磁导率μ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比，即μ=B / H。

相对磁导率与磁化率χ的关系是：

磁导率μ，相对磁导率和磁化率都是描述磁介质磁性的物理量。对于顺磁质>1；对于抗磁质 <1，但两者的都与1相差无几 。在大多数情况下，导体的相对磁导率等于1。在铁磁质中，B与 H 的关系是非线性的磁滞回线，不是常量，与H有关，其数值远大于1。

参考资料：百度百科-磁导率

参考资料：百度百科-硅钢片

继电器铁芯用的是电工纯铁（牌号有DT3,DT4等）电机用的是低矽无取向硅钢片（牌号有35WW600,35BA470）.变压器要求用硅钢片了，小功率无要求用无取向硅钢片（牌号有35WW600,35BA470等）.有要求损耗小，型小用取向硅钢片（牌号有30Q135,Z10等）.

如有疑问，请追问。

取向或无取向硅钢卷的英文名称是silicon steel sheets， 它是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5～4.5%，根据晶粒的方向分为取向和无取向两大类，另外又根据磁感和铁损的不同分为不同的牌号，一般磁感越高铁损越低硅钢的牌号越高材料越好。

亚硝酸钠，是一种无机化合物，化学式为NaNO2，为白色结晶性粉末，易溶于水，微溶于乙醇、甲醇、乙醚，主要用于制造偶氮染料，也可用作织物染色的媒染剂、漂白剂、金属热处理剂。

中文名

亚硝酸钠[2]

外文名

Sodium nitrite[2]

化学式

NaNO2

分子量

68.995[2]

CAS登录号

7632-00-0

基本信息

化学式：NaNO2

分子量：68.995

CAS号：7632-00-0

EINECS号：231-555-9

理化性质

密度：1.29g/cm3

熔点：271℃

沸点：320℃

外观：白色结晶性粉末

溶解性：易溶于水，微溶于乙醇、甲醇、乙醚[1]

计算化学数据

疏水参数计算参考值（XlogP）：无

氢键供体数量：0[2]

氢键受体数量：3[2]

可旋转化学键数量：0[2]

互变异构体数量：0

拓扑分子极性表面积：52.5[2]

重原子数量：4[2]

表面电荷：0[2]

复杂度：13.5[2]

同位素原子数量：0[2]

确定原子立构中心数量：0[2]

不确定原子立构中心数量：0[2]

确定化学键立构中心数量：0[2]

不确定化学键立构中心数量：0[2]

共价键单元数量：2[1]

毒理学数据

1、急性毒性

LD50：180mg/kg（大鼠经口）[2]

LC50：5.5mg/m3（大鼠吸入，4h）[2]

2、刺激性

家兔经眼：500mg（24h），轻度刺激。[2]

3、致突变性

微生物致突变：鼠伤寒沙门菌属250μg/皿。[2]

程序外DNA合成：人Hela细胞6mmol/L。[2]

DNA抑制：人成纤维细胞2000ppm。[2]

DNA损伤：小鼠淋巴细胞105mmol/L。[2]

细胞遗传学分析：猴肝265mg/L。[2]

4、致畸性

大鼠孕后10~19d，腹腔内给予最低中毒剂量（TDLo）400mg/kg，致中枢神经系统发育畸形，血液和淋巴系统发育畸形（包括脾和骨髓）[2]。

小鼠多代经口给予最低中毒剂量（TDLo）480mg/kg，致泌尿生殖系统发育畸形。[1]

用途

主要用于制造偶氮染料，也可用作织物染色的媒染剂、漂白剂、金属热处理剂。

泄漏应急处理

隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿一般作业工作服。勿使泄漏物与还原剂、有机物、易燃物或金属粉末接触。不要直接接触泄漏物。

小量泄漏：用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。

大量泄漏：收集回收或运至废物处理场所处置。

急救措施

皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

食入：饮足量温水，催吐。就医。

防护措施

呼吸系统防护：空气中浓度较高时，应该佩戴自吸过滤式防尘口罩。必要时，佩戴自给式呼吸器。

眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。

身体防护：穿胶布防毒衣。

手防护：戴橡胶手套。

其他防护：工作毕，淋浴更衣。保持良好的卫

氧化镁是新兴的镁化合物产品，市场上在售的产品氧化镁产品品类很多，例如轻烧粉、85粉、90粉、重质氧化镁、轻质氧化镁、活性氧化镁、纳米氧化镁等等，下游行业应用不同对产品要求的纯度不同，产品价格就千差万别。

氧化镁（Magnesium oxide）是一种无机物，化学式为MgO，是镁的氧化物，一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中，是冶镁的原料。

氧化镁有高度耐火绝缘性能。经1000℃以上高温灼烧可转变为晶体，升至1500 - 2000°C则成死烧氧化镁（镁砂）或烧结氧化镁。

中文名

氧化镁[3]

外文名

Magnesium oxide[3]

化学式

MgO[3]

分子量

40.304[3]

CAS登录号

1309-48-4

氧化镁是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性，属于胶凝材料。呈白色或灰白色粉末，无臭、无味、无毒，是典型的碱土金属氧化物，化学式MgO。熔点为2852℃，沸点为3600℃，密度为3.58g/cm3（25℃）。溶于酸和铵盐溶液，不溶于酒精。在水中溶解度为0.00062 g/100 mL (0 °C)、0.0086 g/100 mL (30 °C)。暴露在空气中，容易吸收水分和二氧化碳而逐渐成为碱式碳酸镁，轻质品较重质品更快，与水结合在一定条件下生成氢氧化镁，呈微碱性反应，饱和水溶液的pH为10.3。溶于酸和铵盐难溶于水，其溶液呈碱性。不溶于乙醇。在可见和近紫外光范围内有强折射性。菱镁矿（MgCO3）、白云石（MgCO3·CaCO3）和海水是生产氧化镁的主要原料。热分解菱镁矿或白云石得氧化镁。用消石灰处理海水得氢氧化镁沉淀，灼烧氢氧化镁得氧化镁。也可用海水综合利用中得到的氯化镁卤块或提溴后的卤水为原料，加氢氧化钠或碳酸钠等生成氢氧化镁或碱式碳酸镁沉淀，再灼烧得氧化镁。中国主要采用以菱镁矿、白云石、卤水或卤块为原料[1]。

产品种类

分类：分轻质氧化镁和重质氧化镁两种。轻质体积疏松，为白色无定形粉末。无臭无味无毒。密度3.58g/cm3。难溶于纯水及有机溶剂，在水中溶解度因二氧化碳的存在而增大。能溶于酸、铵盐溶液。经高温灼烧转化为结晶体。遇空气中的二氧化碳生成碳酸镁复盐。重质体积紧密，为白色或米黄色粉末。与水易化合，露置空气中易吸收水分和二氧化碳。与氯化镁溶液混合易胶凝硬化。

随着产业化升级及高新技术功能材料市场的需求和发展，研发生产出一系列高新精细氧化镁产品，主要用于高级润滑油、高级鞣革提碱级、食品级、医药、硅钢级、高级电磁级、高纯氧化镁等近十个品种组成。

工业级轻烧

应用领域：主要用于菱镁制品的生产。轻烧氧化镁与氯化镁水溶液以一定比例配合，可胶凝硬化成具有一定物理力学性能的硬化体，称之为菱镁水泥。菱镁水泥作为一种新型水泥，具有轻质高强、防火隔热、节能环保等优势，可广泛应用于建材、市政、农业、机械等领域。根据WB/T1019-2002《菱镁制品用轻烧氧化镁》的规定，轻烧氧化镁的化学成分：

牌号

QM-85

QM-80

QM-75

级别

优等品（A）

一等品（B）

合格品（C）

MgO ≥

85

80

75

活性MgO ≥

65

60

50

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高级润滑油级

应用领域：主要用于高级润滑油加工中的清洁剂、抑钒剂、脱硫剂，大大提高润滑膜致密性和流变性，降低灰分。脱铅除汞减少润滑油或燃油废弃物对环境的污染，经表面处理的氧化镁亦可做为炼油工艺中的络合剂、螯合剂、载体，更有利于产品分馏提高产品的质量。尤其在重油燃烧时加入Mg0能消除重油中钒酸对炉膛的损伤。

食品级

应用领域：用于食品添加剂、色泽稳定剂、pH值调节剂作为保健品、食品的镁元素的补充剂。用做砂糖精制时的脱色剂冰淇淋粉PH调节剂等。作为抗结块剂和抗酸剂用于小麦粉、奶粉巧克力、可可粉、葡萄粉、糖粉等领域，也可用于制造陶瓷、搪瓷、玻璃、染料等领域。

医用级

应用领域：生物制药领域可用医用级氧化镁作为抗酸剂、吸附剂、脱硫剂、脱铅剂、络合助滤剂、PH调节剂医药上用作抗酸剂与轻泻剂，抑制和缓解胃酸过多，治疗胃溃疡和十二指肠溃疡病。中和胃酸作用强且缓慢持久，不产生二氧化碳。

硅钢级

应用领域：硅钢级氧化镁具有良好的导磁性（即具有较大的正磁化率）和优秀的绝缘性能（即电导率能低到10-14us/cm致密态）。可使硅钢片表面形成良好的绝缘层和导磁介质，以抑制和克服变压器中硅钢铁芯的涡流和集肤效应损失（简称铁损）。提高硅钢片的绝缘性能，用作高温退火隔离剂。亦可用作陶瓷材料、电子材料、化工原料及粘结剂、添加剂等在硅钢中应用于脱磷剂、脱硫剂、绝缘涂层生成剂。

高级电磁级

应用领域：用于无线高频顺磁导磁材料，磁棒天线，调频元件的磁芯等。代替铁氧体。可用于复合超导磁材料的制作，亦应用于电子磁性行业。作“软磁材料”。也是工业搪瓷和陶瓷的理想原料。

高纯氧化镁

应用领域：高纯氧化镁在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性。热膨胀系数和导热率高具有良好的光透过性。广泛用作高温耐热材料。在陶瓷领域用作透光性陶瓷坩埚、基板等的原料在电气材料、电气领域用于磁性装置填料、绝缘材料填料及各种载体。用作陶瓷基板比氧化铝导热率高2倍多，电解质的损失仅为氧化铝的1/10。亦可作高纯电熔镁砂的原料，在化学上可作为“分析纯”氧化镁。

纳米级

应用领域：纳米级氧化镁具有明显的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应，经改 性处理，无团聚现象，在光学、催化、磁性、力学、化工等方面具有许多特异功能及重要应用价值，前景非常广阔，是21世纪重要新材料。纳米氧化镁在电子、催化、陶瓷、油品、涂料等领域有广泛应用。用在不同产品中起到的作用也不同，在化纤、塑料行业用于阻燃剂；硅钢片生产中高温退水剂、高级陶瓷材料、电子工业材料、化工原料中的粘结剂和添加剂；无线电工业高频磁棒天线、磁性装置填料、绝缘材料填料及各种载体；耐火纤维和耐火材料、镁铬砖、耐热涂料用填料、耐高温、耐绝缘仪表、电学、电缆、光学材料以及炼钢；电绝缘体材料、制造坩埚、熔炉、绝缘　导管（管状元件）、电极棒材、电极薄板。

在纺织领域，随着高性能阻燃纤维的需求越来越高，合成新型高性能阻燃剂就为发展功能面料提供了理想的材料。纳米氧化镁常用来与木屑、刨花一起制造质轻、 隔音、绝热、耐火纤维板等耐火材料以及金属陶瓷。与传统的一些含磷或卤素有机阻燃剂相比，纳米氧化镁无毒、无味、添加量小，是开发阻燃纤维的理想添加剂。 此外，纳米氧化镁用于燃油有很强的洁净、抑制腐蚀能力，在涂料中有很好的应用前景。

饲料级

在奶牛粮中每日加入50～90克氧化镁或按精料量的0.5%添加，不但可补充日粮中镁的不足防止镁缺乏症的发生，而且是一种优良的瘤胃缓冲剂，调节瘤胃发酵，并能增加乳腺对乳汁合成前体物的吸收，提高产奶量和乳脂率。据国外有关报道，在奶牛精料补充料中添加0.5%的氧化镁，平均可提高产奶量1.6公斤，提高乳脂率0.145个百分点，并有助于提高采食量。?奶牛日粮中添加氧化镁可预防热应激，镁离子可以和钠离子、钾离子共同作用，保持细胞内外渗透压的平衡，缓解奶牛对热应激的反应，从而提高夏季奶牛的采食量，维持产奶量不下降。此外建议在热应激的情况下，应当提高日粮中氧化镁的用量以弥补体内的镁损失，从而保证和维持正常的奶产量。奶牛和肉牛都有很好的平衡机理来处理过量的镁离子，因此适当的增加氧化镁的用量不会对牛造成不良影响。

奶牛镁缺乏症的表现为：首先奶牛的食欲下降、行动迟缓、嗜睡、随着病情的加重，奶牛变得步态僵硬，走步摇晃，而且，奶牛变得紧张和易怒，肌肉明显颤抖，继续下去，奶牛完全瘫痪和痉挛。如果不及时治疗，会造成死亡。此外镁的缺乏会降低营养物质的消化率并导致奶牛的产奶量下降。

在像牛和羊这些反刍类动物放牧时，一定要保证它们食物中含有足够镁元素，以防止它们由于缺乏镁元素而导致发生抽搐。通常这种抽搐由于牛或羊在寒冷天气吃了缺乏镁元素牧草而导致。在牧畜饲料中增加镁元素最常用方法有两种：一将镁粉同糖浆混合后加入到饲料中；另一种将轻烧镁粉直加入到购买来饲料中。缺镁症在肉牛及羊中的发生比奶牛更为普遍，这是因为奶牛日粮中精料的量比较多而肉牛及羊日粮中精料相对较少的缘故。

氧化镁在反刍动物日粮中的添加量为0.5%～1.0%。

家禽

新生雏鸡在饲喂完全缺乏镁的日粮时只能存活几天时间。饲喂低镁日粮时，雏鸡生长缓慢、嗜睡、气喘、呼吸急促，受惊吓后会表现短时间痉挛，最后导致暂时昏迷或死亡。据试验饲喂含镁200ppm的日粮与含镁600ppm的日粮相比，肉鸡的生长率降低80%。

对于蛋鸡，缺镁时产蛋量会迅速下降。低血镁造成骨骼镁的大量运用、鸡蛋变小、蛋壳重量变轻、卵黄和蛋壳中的镁浓度下降。研究证明，蛋壳越厚，蛋壳中镁的浓度也越高，这表明，适当提高蛋鸡日粮中镁的浓度，可以改善蛋壳的质量，提高蛋重。

通常在生产中，根据年龄，品种和禽类的不同，常用的家禽饲料镁浓度在0.15%～0.22%之间。

例如下游行业为脱硫脱硝的那使用千元左右的轻烧粉即可，无需使用高端的轻质氧化镁，如果下游行业为水处理建议您使用高端的轻质氧化镁，因为轻质氧化镁的纯度和含量上都远远高于轻烧氧化镁。搞实验和研究对氧化镁产品的稳定性和可再现性考虑使用轻质氧化镁，摩擦材料、染料等行业使用重质氧化镁即可。氟橡胶和玻璃钢行业需要用到活性氧化镁。

轻烧粉、85粉、90粉、重质氧化镁、轻质氧化镁、活性氧化镁、纳米氧化镁等产品的价格直接差异在于氧化镁的原料和加工的成品率，例如轻质氧化镁需要采用较为高端的氢氧化镁煅烧制备，活性氧化镁需要精准的把控煅烧工艺的时间和过程才能生产出合格的产品。工艺和原料是影响氧化镁价格的直接因素。

1 基本合金元素的作用

1.1 碳元素

首先应考虑硅钢中含碳引起的严重现象，若成品中残留碳，则出现磁时效，磁时效的发生取决于碳含量。如果磁时效在马达或其它电气设备中产生，那么铁损值就可增加到初始值的二倍，设备就会受到损坏，因此碳对软磁材料的磁性极为有害。碳会增大α-Fe的矫顽力，加大磁滞损失，降低磁感应强度，所以高级优质硅钢片中碳含量要求在0.020 %，甚至0.010 %以下。一般说来〔1〕，碳对磁性的影响程度随钢中硅含量的不同而不同；碳存在的形态不同，对磁性的影响也不同。有人认为〔2〕晶界上渗碳体对磁性影响较晶粒内部小，但会使硅钢片塑性显著变坏。碳使硅钢片磁导率降低，而且又是形成磁时效的主要元素之一。

Ueno K等人采用不同硅含量的各种牌号无取向电工钢，在150 ℃下时效30 000 h，通过调整残留碳量研究最终产品的铁损。图1所示是硅含量为0.3 %的无取向硅钢的铁损(p15/50)随碳含量的变化〔3〕。当碳含量为0.004 5 %时，时效1 000 h后，铁损增加20 %，而时效时间从1 000 h增加到10 000 h，不管残留碳多少，铁损均不发生变化，但时效后的铁损仍随残留碳量增加而增大。

图 1 不同残留碳量硅钢的铁损增加与时效时间的关系

Fig.1 Relation between the iron loss increment and aging time for different residual carbon content

图2表示硅含量分别为3.0 %、2.0 %和0.3 %三种无取向电工钢由于时效引起的铁损最大增量与残留碳量的关系〔3〕，由图可知，时效现象几乎和硅含量无关，铁损劣化速度仅与残留碳量有关。

1.2 硅的作用

硅能显著减少硅钢内的涡流损失，从而总铁芯损失减少(表1)。硅还可以提高相图中A3线和降低A4线临界温度，在Fe-Si相图中形成闭合的γ-圈。当含2.5 %～15 %Si时为单相α-Fe。所以高硅硅钢片多经高温退火来使组织均匀，晶粒粗化，夹杂聚集。硅可以减少晶体各向异性，使磁化容易，磁阻减少。硅对电阻率及其它固有磁性的影响如图3所示〔3〕。硅能显著提高α-Fe比电阻，因而减少涡流损失。在强磁场作用下，硅使硅钢片的磁导率下降。

图 2 铁损最大增量与残留碳量的关系

Fig.2 Relation between the maximum increment of the iron loss and the residual carbon content

还能减轻钢中其它杂质的危害，使碳石墨化，降低对磁性的有害影响。硅和氧有强亲和力，起脱氧作用。硅可减少碳、氧和氮在α-Fe中脱溶引起的磁时效现象。硅还能与氮化合成氮化硅，硅高时氮在钢中的溶解度可降低。

表 1 硅含量对各种损失的影响

Table 1 Effect of Si content in the silicon steel on some kinds of losses

1 T下损失/W*kg－1 钢中硅含量/%

0.5 1 2.5 4

磁滞损失(ph) 2.2 1.9 1.68 1.06

涡流损失(pe) 1.15 0.78 0.38 0.16

总铁芯损失(p10) 3.35 2.68 2.06 1.22

图 3 硅含量对硅钢电阻率和其它固有磁性的影响

Fig.3 Effect of silicon content in the silicon steel on resistivity of silicon steel and other naturalmagnetic properties

硅除对电工钢上述有利作用外，硅也会使钢变脆。目前已研究成功含硅6.5 %的硅钢片，高硅硅钢导热性低，钢带冷却和加热时容易发生内裂。

随着硅含量的增加，硅钢片的硬度也随之升高，且易氧化生锈，在其表面形成氧化膜，结果导致硅钢用户冲片用的模具变得容易损坏。

1.3 锰的作用

新日本钢铁会社研究了非常洁净的低硅高锰钢，试验发现，高的锰含量可以改善晶体结构，加1.0 %Mn后，带钢晶体组织中(100)和(110)晶面增加，(111)晶面减少，磁性显著改善。

一般认为〔4〕，过多的锰会对磁性产生有害的影响，这是因为它使织构变坏，并且形成不需要的沉淀物MnS，但当在生产过程中，利用十分洁净的钢，就可以使锰对织构控制起有利作用。

另外，锰是防止热脆不可缺少的元素，其含量应控制在0.1 %以上，锰会提高碳在铁中的溶解度，扩大γ相区，与碳化合成渗碳体，故锰的含量也不宜过高，一般不超过1.5 %。

2 杂质元素的影响〔4，5〕

2.1 磷元素

低碳电工钢板主要用来制造微电机(＜1 kW)和小型电机(＜100 kW)。由于这种材料比较软，冲片性能差，因此常加入磷(0.08 %～0.15 %)来强化铁素体，提高硬度，改善冲片性。

磷会增加硅钢的冷脆性，使冷加工困难，原因是在晶界处形成脆的磷化铁。在室温时钢中α相可溶解1.2 %的磷，呈置换固溶体。磷会改变铁原子间结合力和激活能，故对再结晶过程和晶粒长大有影响。磷的影响超过同样硅含量影响的4～5倍，磷还可以提高比电阻，降低涡流损失；由于磷促使晶粒增大，故亦可使矫顽力和磁滞损失降低。随磷含量增加，在弱和中磁场下的磁感应强度提高；而在强磁场下，由于磷使晶粒粗化而磁感应强度(B100)略有减少。

同时，磷是一种界面活性元素，偏聚于晶界会导致严重的晶界脆化，从而使成品钢板变得极脆。

2.2 铝元素

铝的作用与硅相近，可以提高钢的比电阻，减少铁芯损失(图4)，并降低磁感应强度，铝含量达到一定数量会使晶粒粗化并促使碳石墨化。

铝还能减少钢中氧含量，减少磁时效现象。铝使γ相区缩小。虽然铝对磁性有利，但钢中铝氧化物又会使磁性变坏。铝又是冷轧硅钢脱氧所需成分，加铝还可获得高纯度钢，使钢可连续浇注。

某些元素对硅钢性能的影响

http://www.chinaccm.com 2008-7-30 11:35

[关键词] 某些元素 对 硅钢 性能 影响 钢

中华商务网讯:

摘 要 介绍了硅钢中某些元素对其性能的影响，并扼要分析了某些元素对硅钢性

能影响的机制。其中碳是引起硅钢发生磁时效的重要元素之一，随着硅钢中碳含量

的增加，其铁损增加；而硅含量增加能显著降低硅钢铁损。磷、铝、铜是主要杂质

元素，但适量的磷可提高硅钢的防锈能力。锡和锑均是表面活性元素，它们可使硅

钢最终退火织构中｛111｝面组分减少，｛100｝和｛110｝面组分增加，从而降低

硅钢铁损，提高其磁感应强度。

关键词 硅钢 合金元素 铁损 磁感应强度

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 introduced,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 reduce 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

从节能观点看，时代的趋势是提高电气设备的效率，其手段之一是改进电机铁

芯所用的电磁钢板的磁性，也就是说，对低铁损、高磁通密度的硅钢要求日益强

烈。

硅钢和其它金属材料一样，其磁性性能主要由其内部组织结构所控制，众所周

知，组织结构的确立又与其合金元素密切相关，织构、金属间化合物的形成及析

出，合金元素的偏析等将对硅钢的铁损和磁感应强度产生重要影响。

硅钢的牌号不同，其化学组成也不同，但其基本组成包括三大类元素。第一类

为其基本合金元素即：C、Si、Mn等；第二类为杂质元素：P、Al、S、N、B、Cu

等；第三类为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

首先应考虑硅钢中含碳引起的严重现象，若成品中残留碳，则出现磁时效，磁

时效的发生取决于碳含量。如果磁时效在马达或其它电气设备中产生，那么铁损值

就可增加到初始值的二倍，设备就会受到损坏，因此碳对软磁材料的磁性极为有

害。碳会增大α-Fe的矫顽力，加大磁滞损失，降低磁感应强度，所以高级优质硅

钢片中碳含量要求在0.020 %，甚至0.010 %以下。一般说来〔1〕，碳对磁性的影

响程度随钢中硅含量的不同而不同；碳存在的形态不同，对磁性的影响也不同。有

人认为〔2〕晶界上渗碳体对磁性影响较晶粒内部小，但会使硅钢片塑性显著变

坏。碳使硅钢片磁导率降低，而且又是形成磁时效的主要元素之一。

Ueno K等人采用不同硅含量的各种牌号无取向电工钢，在150 ℃下时效

30 000 h，通过调整残留碳量研究最终产品的铁损。图1所示是硅含量为0.3 %的

无取向硅钢的铁损(p15/50)随碳含量的变化〔3〕。当碳含量为0.004 5 %时，时

效1 000 h后，铁损增加20 %，而时效时间从1 000 h增加到10 000 h，不管残

留碳多少，铁损均不发生变化，但时效后的铁损仍随残留碳量增加而增大。

图 1 不同残留碳量硅钢的铁损增加与时效时间的关系

Fig.1 Relation between the iron loss increment and aging

time for different residual carbon content

图2表示硅含量分别为3.0 %、2.0 %和0.3 %三种无取向电工钢由于时效引起的铁损

最大增量与残留碳量的关系〔3〕，由图可知，时效现象几乎和硅含量无关，铁损

劣化速度仅与残留碳量有关。

1.2 硅的作用

硅能显著减少硅钢内的涡流损失，从而总铁芯损失减少(表1)。硅还可以提高

相图中A3线和降低A4线临界温度，在Fe-Si相图中形成闭合的γ-圈。当含2.5 %～

15 %Si时为单相α-Fe。所以高硅硅钢片多经高温退火来使组织均匀，晶粒粗化，

夹杂聚集。硅可以减少晶体各向异性，使磁化容易，磁阻减少。硅对电阻率及其

它固有磁性的影响如图3所示〔3〕。硅能显著提高α-Fe比电阻，因而减少涡流损

失。在强磁场作用下，硅使硅钢片的磁导率下降。

图 2 铁损最大增量与残留碳量的关系

Fig.2 Relation between the maximum increment of the

iron loss and the residual carbon content

还能减轻钢中其它杂质的危害，使碳石墨化，降低对磁性的有害影响。硅和

氧有强亲和力，起脱氧作用。硅可减少碳、氧和氮在α-Fe中脱溶引起的磁时效现

象。硅还能与氮化合成氮化硅，硅高时氮在钢中的溶解度可降低。

表 1 硅含量对各种损失的影响

Table 1 Effect of Si content in the silicon steel on some kinds of los

ses

1 T下损失/W*kg－1 钢中硅含量/% 0.5 1.0 2.5 4.0 磁滞损失(ph) 2.20 1.90 1.68 1.06 涡流损失(pe) 1.15 0.78 0.38 0.16 总铁芯损失(p10) 3.35 2.68 2.06 1.22

图 3 硅含量对硅钢电阻率和其它固有磁性的影响

Fig.3 Effect of silicon content in the silicon steel on

resistivity of silicon steel and other naturalmagnetic properties

硅除对电工钢上述有利作用外，硅也会使钢变脆。目前已研究成功含硅6.5 %

的硅钢片，高硅硅钢导热性低，钢带冷却和加热时容易发生内裂。

随着硅含量的增加，硅钢片的硬度也随之升高，且易氧化生锈，在其表面形成

氧化膜，结果导致硅钢用户冲片用的模具变得容易损坏。

1.3 锰的作用

新日本钢铁会社研究了非常洁净的低硅高锰钢，试验发现，高的锰含量可以改

善晶体结构，加1.0 %Mn后，带钢晶体组织中(100)和(110)晶面增加，(111)晶面减

少，磁性显著改善。

一般认为〔4〕，过多的锰会对磁性产生有害的影响，这是因为它使织构变

坏，并且形成不需要的沉淀物MnS，但当在生产过程中，利用十分洁净的钢，就可

以使锰对织构控制起有利作用。

另外，锰是防止热脆不可缺少的元素，其含量应控制在0.1 %以上，锰会提高

碳在铁中的溶解度，扩大γ相区，与碳化合成渗碳体，故锰的含量也不宜过高，一

般不超过1.5 %。

2 杂质元素的影响〔4，5〕

2.1 磷元素

低碳电工钢板主要用来制造微电机(＜1 kW)和小型电机(＜100 kW)。由于这种

材料比较软，冲片性能差，因此常加入磷(0.08 %～0.15 %)来强化铁素体，提高硬

度，改善冲片性。

磷会增加硅钢的冷脆性，使冷加工困难，原因是在晶界处形成脆的磷化铁。在

室温时钢中α相可溶解1.2 %的磷，呈置换固溶体。磷会改变铁原子间结合力和激

活能，故对再结晶过程和晶粒长大有影响。磷的影响超过同样硅含量影响的4～5

倍，磷还可以提高比电阻，降低涡流损失；由于磷促使晶粒增大，故亦可使矫顽力

和磁滞损失降低。随磷含量增加，在弱和中磁场下的磁感应强度提高；而在强磁场

下，由于磷使晶粒粗化而磁感应强度(B100)略有减少。

同时，磷是一种界面活性元素，偏聚于晶界会导致严重的晶界脆化，从而使成

品钢板变得极脆。

2.2 铝元素

铝的作用与硅相近，可以提高钢的比电阻，减少铁芯损失(图4)，并降低磁感

应强度，铝含量达到一定数量会使晶粒粗化并促使碳石墨化。

铝还能减少钢中氧含量，减少磁时效现象。铝使γ相区缩小。虽然铝对磁性有

利，但钢中铝氧化物又会使磁性变坏。铝又是冷轧硅钢脱氧所需成分，加铝还可获

得高纯度钢，使钢可连续浇注。

图 4 铝对硅钢铁芯损失的影响

Fig.4 Effect of Al content in the silicon steelon the iron core loss

铝和硅一样，能使材料变脆，铝含量大于0.5 %时硅钢变脆更见突出，但与高硅钢比较则仍显有较好的塑性。有人试以Fe-Al-Mn合金作变压器钢片，铝的含量2倍于锰，在3.52 %～6.45 %范围，电磁性能与含4 %Si的硅钢相近，但塑性明显优于后者。

铝含量太高的其它有害影响是大的长条形铝化合物析出相在晶界上形成会阻碍晶粒粗化〔5〕。

2.3 铜元素

小于0.7 %的铜溶于α-Fe中，会促使碳石墨化，对磁性无大影响；硅钢含0.5 %Cu时，防锈能力可提高15倍，故硅钢中有时故意加入铜。硅钢中含铜大于0.7 %时，在热轧过程中会形成大量(CuMn)1.8S和(Mn,Cu)S质点，使硅钢矫顽力和磁滞损失增加并使钢变脆。一般硅钢铜含量控制为0.2 %～0.3 %。

2.4 氮、硫、硼等合金元素的作用

无论是全硬钢、全加工或半加工硅钢，氮对磁性都有害。氮是通过生成有害的AlN沉淀发生影响的。表2列出了含1.3 %(Si＋Al)的脱碳半加工硅钢在1.5 T下测定的磁性。当氮含量从0.006 %降至0.002 %时，其铁损与磁导率都可进一步改善。

表 2 脱碳半加工硅钢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/% 铁损/ 磁导率/ 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

硫在硅钢中对磁性有害影响均与基体中存在硫化锰的微细质点及晶界上存在自由硫有关。计算指出，当硫在0.005 %～0.030 %范围内，对于含0.3 %Mn、0.6 %Si和0.2 %Al的半加工硅钢，每增加0.02 %S可使铁损提高0.33 W/kg。

硼加到半加工铝镇静电工钢中，可以抑制退火时的AlN沉淀。因为在退火时所生成的AlN沉淀会抑制某些结晶方向的晶粒长大，从而产生对磁性不利的织构。硼与氮结合成为氮化硼，在热轧时沉淀于奥氏体中。若硼超过0.003 %，则对磁性有害，这是因为又生成另一些含硼的化合物(如F23(BC)6)，使晶粒细化。

3 特殊用途的合金元素

3.1 锡元素的作用

近几年，大量研究工作证明，在高磁感取向硅钢中加入0.05 %～0.10 %Sn可明显改善磁性〔6～10〕。多数学者认为，锡可在第二相质点MnS和AlN(称为抑制剂)与基体界面处偏聚，阻碍它们的Ostwald长大，使其更加细小、弥散，从而增强对晶粒正常长大的抑制能力，减小初次晶粒尺寸，在最终高温退火后得到更完善的｛110｝〈001〉二次再结晶组织，提高了取向度和磁性；此外，锡还使常化退火时γ相的分布更均匀，常化后珠光体的分散更均匀，从而增大了铁素体晶粒尺寸，冷轧时形成更多的形变带，使二次晶粒尺寸减小，铁损进一步降低。

由于锡是一种表面活性元素，因此亦有可能在最终高温退火的升温阶段在晶界发生偏聚，加强对晶粒正常长大的抑制能力，减小初次晶粒尺寸，从而起到辅助抑制剂的作用。

何忠治等人〔7〕研究了锡元素对硅钢二次再结晶的影响。根据其试验结果可知：①从550 ℃开始锡在取向硅钢中的晶界偏聚浓度随温度的升高而下降，在二次再结晶起始温度950 ℃，锡在晶界仍有一定的偏聚量；②锡在取向硅钢中的晶界偏聚行为与纯铁中相似，没有表现出多元系统中各元素间发生强烈交互作用时的典型特征，但由于取向硅钢的初步再结晶织构较强，数据的分散度明显高于纯铁的情况；③锡通过在取向硅钢中的晶界偏聚起了辅助抑制剂的作用，并可降低二次再结晶温度，这些均有利于发展更完善的｛110｝〈001〉二次再结晶，增大二次再结晶晶粒尺寸，提高磁性。

3.2 锑元素的作用

已有若干篇论文讨论了锑对无取向电工钢板性能的作用，发现锑的添加对含1 %～2 %Si和0.3 %Al钢的能耗具有有益的影响。Shimanaka等〔11〕指出，在无取向Fe-1.85 %Si合金中加入0.01 %～0.08 %Sb，可使最终退火织构中｛111｝组分减少，｛100｝组分增加，且随着锑含量的增加，织构的这种变化更加显著；在冷轧无取向硅钢的再结晶退火过程中，｛111｝位向晶粒容易在晶界附近形核。由于锑是一种界面活性元素，易在晶界偏聚，因而阻碍了｛111｝位向晶粒在晶界附近的形核。

Lyudkovsky〔12〕采用离子散射谱(ISS)和反极图技术研究了Fe-1 %Si无取向硅钢中加入0.09 %Sb后的晶粒尺寸、硬度及织构的变化情况，得出结论：①锑能够促进对材料磁性有利的织构组分的形成，在再结晶之前，含锑与不含锑硅钢在织构上便已经有了区别，对于含锑硅钢，最终退火时无论是否脱碳，｛110｝和｛100｝组分强度均显著提高，同时｛112｝组分强度明显降低；②与不含锑硅钢相比，含锑硅钢在1.5 T下磁导率提高100 %，在1.7 T下磁导率提高30 %，另外，铁损(p15/60)下降约11 %，这些性能上的提高是由于含锑硅钢具有较好的织构和较大的晶粒尺寸；③含锑硅钢具有较大尺寸的原因可能是由于具有｛100｝和｛110｝位向的晶粒边界迁移性提高，尤其是这些晶粒长大到｛111｝位向区域时。

F.Vodopivce等〔11〕研究发现，(111)面极点密度的最高值出现在锑含量最低时，然后随着锑含量增加其值逐渐降低，当锑含量增至0.05 %时(111)面极点密度约为一定值。(100)面与(110)面轴密度在锑含量约为0.05 %时出现最高值

4 结语

(1) 碳是引起硅钢发生磁时效的重要元素之一，随着硅钢中碳含量的增加，其铁损增加；而硅能显著减少硅钢内的铁损，但硅含量过高会使硅钢变脆，并且难以实现轧制变形。

(2) 硅钢中杂质合金元素磷主要用来提高硅钢的冲片性 ，但磷是一种界面活性元素，偏聚于晶界会导致严重的晶界脆化。铝可减少硅钢铁芯损失，但降低磁感应强度，且铝含量高时会使硅钢变脆。铜可显著提高硅钢的防锈能力。氮、硫元素对硅钢性能总是有害的。

(3) 锡和锑均是表面活性元素，可使硅钢最终退火织构中｛111｝组分减少，｛100｝组分和｛110｝组分增加，从而降低硅钢铁损，并提高其磁感应强度。

硅钢素即硅钢。硅钢以铁芯损耗（简称铁损）和磁感应强度（简称磁感）作为磁性保证值。硅钢铁损低可节省大量电能，延长电机和变压器工作运转时间和简化冷却系统。

对硅钢性能的要求：

1、铁损低，这是硅钢片质量的最重要指标。各国都根据铁损值划分牌号，铁损愈低，牌号愈高。

2、较强磁场下磁感应强度（磁感）高，这使电机和变压器的铁芯体积与重量减小，节约硅钢片、铜线和绝缘材料等。

3、表面光滑、平整和厚度均匀，可以提高铁芯的填充系数。

4、冲片性好，对制造微型、小型电动机更为重要。

5、表面绝缘膜的附着性和焊接性良好，能防蚀和改善冲片性。

silicon steel

含硅量0.5％～4.8％的铁硅合金。是电工领域广泛使用的一种软磁材料。电工用硅钢常轧制成标准尺寸的大张板材或带材使用，俗称硅钢片，广泛用于电动机、发电机、变压器、电磁机构、继电器电子器件及测量仪表中。

硅是钢的良好脱氧剂，它与氧结合，使氧转变为稳定的不为碳还原的SiO2，避免了因氧原子掺杂而使铁的晶格畸变。硅在α铁中成为固溶体后使电阻率增加，同时有助于将有害杂质碳分离出来。因此，一般含杂质的铁加入硅后能提高磁导率、降低矫顽力和铁损。但含硅量增加又会使材料变硬变脆，导热性和韧性下降，对散热和机械加工不利，故一般硅钢片的含硅量不超过4.5％。

硅钢片分冷轧、热轧两种，使用较多的是冷轧硅钢片。冷轧硅钢片沿轧制方向有优良的磁性能，不仅在强磁场中具有高饱和磁通密度和低铁损，而且在弱磁场中也有良好的磁性(初始磁导率大)。这是由于冷轧工艺过程使钢片中杂质含量降低，并在钢片中造成粗大晶粒，致使磁导率增大，磁滞损耗减小。

硅钢分类：

热轧硅钢片：

热轧硅钢片是将Fe-Si合金用平炉或电炉熔融，进行反复热轧成薄板，最后在800-850℃退火后制成。热轧硅钢片主要用于发电机的制造，故又称热轧电机硅钢片，

但其可利用率低，能量损耗大，近年相关部门已强冷要求淘汰。冷轧无取向硅钢片：冷轧无取向硅钢片最主要的用途是用于发电机制造，故又称冷轧电机硅钢。其含硅量0.5%-3.0%，经冷轧至成品厚度,供应态多为0.35mm和0.5mm厚的钢带。冷轧无取向硅钢的Bs高于取向硅钢；与热轧硅钢相比，其厚度均匀，尺寸精度高，表面光滑平整，从而提高了填充系数和材料的磁性能。冷轧取向硅钢片：

冷轧取向硅钢带最主要的用途是用于变压器制造，所以又称冷轧变压器硅钢。与冷轧无取向硅钢相比，取向硅钢的磁性具有强烈的方向性；在易磁化的轧制方向上具有优越的高磁导率与低损耗特性。取向钢带在轧制方向的铁损仅为横向的1/3，磁导率之比为6：1，其铁损约为热轧带的1/2，磁导率为后者的2.5倍。硅钢片牌号表示方法：

DR510-50表示铁损值...由公称厚度(扩大100倍的值)+代号A+铁损保证值(将频率50HZ,最大磁通密度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值)

DR510-50表示铁损值为5.1,厚度为0.5mm的热轧硅...特点:铝的密度小,比重为2.7,约为铜的1/3导电性,导热性,塑性,冷韧性都好 冷轧无取向硅钢带（片）

表示方法：DW+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.5T的单位重量铁损值。）的100倍+厚度值的100倍。 如DW470-50 表示铁损值为4.7w/kg，厚度为0.5mm的冷轧无取向硅钢，现新型号表示为50W470。

（2）冷轧取向硅钢带（片）

表示方法：DQ+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.7T的单位重量铁损值。）的100倍+厚度值的100倍。有时铁损值后加G表示高磁感。 如DQ133-30表示铁损值为1.33，厚度为0.3mm的冷轧取向硅钢带（片），现新型号表示为30Q133。

（3）热轧硅钢板

热轧硅钢板用DR表示，按硅含量的多少分成低硅钢（含硅量≤2.8%）、高硅钢（含硅量＞2.8%）。

表示方法：DR+铁损值（用50HZ反复磁化和按正弦形变化的磁感应强度最大值为1.5T时的单位重量铁损值）的100倍+厚度值的100倍。如DR510-50表示铁损值 为5.1，厚度为0.5mm的热轧硅钢板。

家用电器用热轧硅钢薄板的牌号用JDR+铁损值+厚度值来表示，如JDR540-50。

2、日本牌号表示方法：

（1）冷轧无取向硅钢带

由公称厚度（扩大100倍的值）+代号A+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值）。 如50A470表示厚度为0.5mm，铁损保证值为≤4.7的冷轧无取向硅钢带。

（2）冷轧取向硅钢带

由公称厚度（扩大100倍的值）+代号G：表示普通材料，P：表示高取向性材料+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.7T时的铁损值扩大100倍后的值 ）。 如30G130表示厚度为0.3mm，铁损保证值为≤1.3的冷轧取向硅钢带。

涂层：

取向硅钢表面绝缘涂层分成有机涂层、无机涂层和半无机涂层三大类。无机涂层的基本成分是磷酸盐涂料 和磷酸铝基涂料 中添加胶态二氧化硅、氧化镁和硼酸。无机涂层具有良好的耐热和焊接性能，但其冲制性和粘结性不佳。半无机涂层基本成分为磷酸盐、铬酸盐、乳胶树脂溶液、弥散促进剂和表面活性剂，其中弥散促进剂和表面活性剂对涂层的质量具有重要作用。半无机涂层具有良好的冲制性和粘结性，但其耐热性和焊接性不及无机涂层。

A涂层

A涂层为半有机薄涂层，具有优良的冲片性、耐腐蚀性、耐氟利昂性以及高层间电阻，尤其是焊接性能，适应于中、小型电机、家用电器

马达及小型变压器EI铁芯，相当于川铁的A1涂层及武钢的T4涂层。H涂层H涂层为半有机厚涂层，具有优良的冲片性、耐腐蚀性、耐氟利昂性以及高层间电阻，适应于中、小型电机。相当于川铁的A1涂层及武钢的T4涂层。

D涂层

D涂层为无机涂层，这种涂层具有优良的焊接性和耐热性，适应于中、小电机，尤其适应在较高温度下进行消除应力退火使用。相当于AISI的C-4涂层及武钢的T3涂层。

除非特殊说明，钢种设计的表面绝缘涂层均为A涂层。变压器由于铁芯而造成的能量损耗称为铁损，铁损包括两部分，磁滞损耗和涡流损耗．磁滞损耗是由于铁芯在反复磁化过程中，“内摩擦”而造成的损耗，它与铁芯

材料的性质（导磁率，矫顽力）有关．涡流损耗是由于铁芯中产生的感生电流--涡电流产生焦耳热而造成的损耗，采用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠成的铁芯可以大大减少涡流损失．

铁损的大小除与铁芯本身有关外，还与电源电压的大小有关．当电源电压一定时，铁损基本上是恒定量，与负载电流的大小、性质无关，因此铁损基本上等于它的空载损失．

硅钢是含硅量在3%~5%左右、其它主要是铁的硅铁合金。是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁芯。它的生产工艺复杂,制造技术严格,国外的生产技术都以专利形式加以保护,视为企业的生命。

电工钢板的制造技术和产品质量是衡量一个国家特殊钢生产和科技发展水平的重要标志之一。目前我国冷轧电工钢数量、质量、规格牌号,还不能满足能源(电力) 工业发展的需求,在生产技术、设备、管理及科研等方面与日本相比,存在较大差距。

硅是钢的良好脱氧剂，它与氧结合，使氧转变为稳定的不为碳还原的SiO2，避免了因氧原子掺杂而使铁的晶格畸变。硅在α铁中成为固溶体后使电阻率增加，同时有助于将有害杂质碳分离出来。因此，一般含杂质的铁加入硅后能提高磁导率、降低矫顽力和铁损。但含硅量增加又会使材料变硬变脆，导热性和韧性下降，对散热和机械加工不利，故一般硅钢片的含硅量不超过4.5%。

硅钢片分冷轧、热轧两种，使用较多的是冷轧硅钢片。冷轧硅钢片沿轧制方向有优良的磁性能，不仅在强磁场中具有高饱和磁通密度和低铁损，而且在弱磁场中也有良好的磁性(初始磁导率大)。这是由于冷轧工艺过程使钢片中杂质含量降低，并在钢片中造成粗大晶粒，致使磁导率增大，磁滞损耗减小。