一類含碳很低的鐵基軟磁合金。兩者的區(qū)別在于碳及其他雜質(zhì)的含量的不同：低碳電工鋼中的雜質(zhì)總含量小于1％,阿姆科鐵中一般則小于0.50％。低碳鋼板是19世紀(jì)末和20世紀(jì)初使用的主要軟磁材料，也是工業(yè)上最先應(yīng)用的軟磁材料。

詞性

名詞

特點(diǎn)

含碳很低

正文

1886年美國(guó)西屋(Westinghouse)電器公司用雜質(zhì)含量約為0.4％的鋼板，制成變壓器疊片鐵芯。1890年已廣泛使用0.35mm厚的熱軋低碳鋼薄板，制造電機(jī)和變壓器鐵芯。低碳鋼板由于電阻率 (ρ)低，鐵芯損耗（鐵損）大，碳、氮含量還不夠低，磁時(shí)效嚴(yán)重，到1906年已陸續(xù)被硅鋼片所代替。1910年美國(guó) Armco鋼公司首先用堿性平爐冶煉成碳及其他雜質(zhì)含量都比低碳電工鋼為低的阿姆科鐵(Armco iron)，因?yàn)榘⒛房畦F的產(chǎn)量在工業(yè)純鐵中占的份額最大，一般說(shuō)“工業(yè)純鐵”即指阿姆科鐵。

50年代末由于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐和真空冶金等冶煉新技術(shù)以及連續(xù)爐濕氫脫碳退火技術(shù)的出現(xiàn)，低碳鋼中的氧、氮含量降低到50ppm以下，磁時(shí)效明顯減輕。此時(shí)美國(guó)又開始大量生產(chǎn)低碳電工鋼(AISI1008和1010,含碳0.08～0.10％),用經(jīng)一次冷軋和連續(xù)爐脫碳退火制成厚0.50或0.65mm的“低碳電工鋼板”制造家用電器中的微電機(jī)等?，F(xiàn)在美國(guó)和日本的低碳電工鋼板產(chǎn)量已接近硅鋼片的產(chǎn)量。中國(guó)于1955年開始生產(chǎn)阿姆科鐵，1964年制成無(wú)時(shí)效的鋁鎮(zhèn)靜阿姆科鐵,1975～1980年試制成含碳0.010～0.025％ 的高氣密性阿姆科鐵。1981年開始生產(chǎn)低碳電工鋼板。

成分和性能

低碳電工鋼和阿姆科鐵的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度(

B

s)和居里溫度(770℃)都高，矯頑力(

H

c)則較低，磁導(dǎo)率也較高（表1和表2），機(jī)械加工性和焊接性良好，制造工藝簡(jiǎn)單。它們的主要缺點(diǎn)是電阻率低、并且容易產(chǎn)生磁時(shí)效。

低碳電工鋼和阿姆科鐵

低碳電工鋼和阿姆科鐵

碳、氮、氧和硫?qū)﹁F的磁性產(chǎn)生很壞的影響。它們使鐵的晶格嚴(yán)重畸變，引起很大的應(yīng)力，使矯頑力和磁滯損耗明顯升高（圖1和圖2）。碳和氮還會(huì)引起磁時(shí)效（圖3）。

低碳電工鋼和阿姆科鐵

低碳電工鋼和阿姆科鐵

低碳電工鋼和阿姆科鐵

用途

阿姆科鐵? 一般只適合在直流磁場(chǎng)中使用。按用途可分為兩類：①電磁阿姆科鐵。用于制作繼電器、電聲器、儀表和微型直流電機(jī)等中的磁性元件。其用量約為阿姆科鐵總用量的80％。②電子管用阿姆科鐵。多用以代替鎳片制作普通小型電子管的陽(yáng)極和柵極邊桿鐵芯；也用于制作磁控管等器件中的導(dǎo)磁零件。對(duì)這種阿姆科鐵，除要求有好的磁性外，還要求有好的氣密性和焊接性。

低碳電工鋼板? 主要用于制作微電機(jī)、小電機(jī)、鎮(zhèn)流器和繼電器中的鐵芯。在微電機(jī)和小電機(jī)中因銅線引起的損耗（銅損）通常比鐵芯引起的損耗（鐵損）大 2～4倍。與普通硅鋼片相比，低碳電工鋼板有較高的磁感。用低碳電工鋼板做電機(jī)的鐵芯，電機(jī)的勵(lì)磁電流較低，銅線匝數(shù)可以減少，銅損可以顯著下降。雖然電機(jī)的鐵損較高，但電機(jī)的銅損和鐵損總損耗卻降低了。用低碳電工鋼板制成的鐵芯，體積和重量可減小15～20％，勵(lì)磁電流可降低5％,電機(jī)的功率因數(shù)提高，材料費(fèi)用可降低20％。

生產(chǎn)工藝

70年代阿姆科鐵和低碳電工鋼主要用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉，并進(jìn)行真空處理脫碳和加鋁脫氧。在這兩種材料的生產(chǎn)中，為了改善熱加工性，防止硫引起的熱脆性（900～1050℃范圍內(nèi)）,常加入0.3～0.5％的錳；為了防止氮引起的時(shí)效現(xiàn)象,加入少量的鋁或鈦；為了改善沖片性，可加入0.08～0.15％的磷。日本生產(chǎn)H30和H40低碳電工鋼有時(shí)還加入少量硅(Si≤0.5％)來(lái)提高電阻率（降低鐵損）和硬度，減輕磁時(shí)效。中國(guó)主要采用電爐冶煉阿姆科鐵，用電渣重熔或真空熔煉技術(shù)生產(chǎn)各種氣密性好的阿姆科鐵。

阿姆科鐵有熱加工產(chǎn)品和冷加工產(chǎn)品，低碳電工鋼主要為冷軋板材。阿姆科鐵和低碳電工鋼都有成品和半成品兩種產(chǎn)品。成品制造的工藝要點(diǎn)是，厚約 2.3mm的熱軋帶卷經(jīng)酸洗，一次冷軋至成品厚度(主要為 0.50和0.65mm),在保護(hù)氣氛中退火(阿姆科鐵退火溫度為860～930℃，低碳電工鋼為760～820℃），使晶粒長(zhǎng)大，矯頑力和鐵損降低，然后根據(jù)用戶要求涂絕緣層。半成品制造工藝要點(diǎn)是，鋼帶冷軋后經(jīng)軟化退火(600～700℃)，然后在鋼帶表面涂防銹油交用戶。用戶沖剪后在保護(hù)氣氛中再進(jìn)行較高溫度的成品退火。這種半成品的優(yōu)點(diǎn)是成本低和沖片性好。這種工藝可消除沖剪應(yīng)力，從而改善磁性。如果需要表面絕緣，用戶可在退火后冷到約450℃時(shí)通入水蒸汽進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。

為了控制阿姆科鐵和低碳電工鋼的含碳量，鋼錠和連鑄坯中的含碳量一般在0.03～0.10％范圍內(nèi)，冷軋后須在濕的氫氮混合氣氛中退火脫碳，將含碳量降到0.005％以下。如果鋼水經(jīng)過(guò)真空處理脫碳，則應(yīng)在干的保護(hù)氣氛中退火。這能夠提高產(chǎn)量，避免形成內(nèi)氧化層，從而獲得鐵損更低的優(yōu)質(zhì)材料。70年代采用某些工藝方法以改善低碳電工鋼板織構(gòu)（見(jiàn)擇優(yōu)取向）。如提高熱軋終軋溫度和卷取溫度，冷軋前將熱軋帶卷進(jìn)行預(yù)退火，或在鋼中加入少量銻、錫等元素，以增加有利織構(gòu)的組分，從而提高磁感應(yīng)強(qiáng)度和降低鐵損。