国内外爪极用钢成分组织各异，所制造发电机的发电量差异很大。国内爪极质量较差，高质量发电机爪极基本依靠进口。国内对爪极成分与组织的研究很少，主要倾向于爪极的锻造工艺、爪极的设计、爪极的热处理等研究。为此，本文主要研究爪极材料的成分与组织对磁性能影响。本文先分析了国内外爪极材料的成分、组织、织构、磁性能与发电性能的对应关系。而后采用国内外爪极成分的部分数据、添加不同微量元素，并通过合理的热处理方法，制备所需的试样，观察其金相组织，进行磁性能检测，确定元素在爪极中的添加量。最后，根据分析结果，冶炼爪极材料，锻造出合适尺寸的坯料，送到工厂完成爪极的制备，并装机检测其发电性能。总结国内外爪极用钢后发现，国内外几种爪极用钢成分、组织、磁性能与发电机的发电性能无统一的规律可循。研究得到了C含量在0.015%~0.029%之间增加时，对碳钢的磁性能起促进作用；钢中Si、Cr、Ni、Cu含量增多均抑制碳钢磁性能的变化规律。确定了使碳钢获得高磁性能的成分为：C含量在0.02%~0.03%，Si<0.05%，Cr<0.1%，Ni<0.05%，Cu<0.11%。研究发现了当C/Si=0.75、C/Si=1、C/Si=1.25时，其平均晶粒尺寸和晶粒的均匀程度均对碳钢的磁性能产生影响，晶粒越细，矫顽力越大；晶粒越均匀，饱和磁感强度越高的现象。得到了C/Si≈0.75、组织为纯铁素体、晶粒细小且均匀的碳钢磁性能最好的结果。研究结果表明，具有良好磁性能的爪极材料只是获得优良发电性能条件之一。