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。
    基本合金元素的作用
    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，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30000h，通过调整残留碳量研究产品的铁损。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。当碳含量为0.0045%时，时效1000h后，铁损增加20%，而时效时间从1000h增加到10000h，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增量与残留碳量的关系，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。

    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。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　铁损增量与残留碳量的关系

    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。

    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。

    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，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%。