Bảng khối lượng riêng vật liệu để ước tính trọng lượng và chi phí

Khối lượng riêng của 20 vật liệu CNC tính bằng g/cm³ và lb/in³, kèm trọng lượng phôi 100 × 100 × 10 mm, và công thức chuyển kích thước bản vẽ thành chi phí vật liệu.

Khối lượng riêng và trọng lượng phôi tham chiếu theo vật liệu

Vật liệu	Ký hiệu	Khối lượng riêng (g/cm³)	Khối lượng riêng (lb/in³)	Trọng lượng phôi, 100 × 100 × 10 mm (kg)	Nguồn
Nhôm 1060	UNS A91060	2.705	0.09772	0.271	MatWeb — Aluminum 1060-H12
Nhôm 6061-T6 / T651	UNS A96061	2.70	0.0975	0.270	MatWeb — Aluminum 6061-T4; 6061-T451
Nhôm 7075-T6 / T651	UNS A97075	2.81	0.102	0.281	MatWeb — Aluminum 7075-O
Đồng, ETP	UNS C11000	8.89	0.321	0.889	MatWeb — đồng ETP, UNS C11000
Đồng thau, dễ cắt	UNS C36000	8.50	0.307	0.850	MatWeb — đồng thau dễ cắt C36000, H02
Thép carbon 1045	UNS G10450	7.87	0.284	0.787	MatWeb — AISI 1045, cán nóng / kéo nguội
Thép hợp kim 4140	UNS G41400	7.85	0.284	0.785	MatWeb — AISI 4140, ủ thường hóa / tôi và ram
Thép không gỉ 304	UNS S30400	7.93	0.286	0.793	ASTM A240/A276 + EN 10088-2 (1.4301) + JIS G4304 (ba nguồn khớp nhau)
Thép không gỉ 316	UNS S31600	7.92	0.286	0.792	MatWeb — inox austenit 316, ủ
Thép không gỉ 17-4PH	UNS S17400	7.80	0.282	0.780	MatWeb — AK Steel 17-4 PH, trạng thái H925
Titan Ti-6Al-4V, Grade 5	UNS R56400	4.43	0.160	0.443	MatWeb — Ti-6Al-4V (Grade 5), STA
Thép khuôn P20	1.2311	7.81	0.282	0.781	MatWeb — P20 Premium Modified, tôi cứng 310 HB
Thép dụng cụ chịu nhiệt H13	1.2344	7.80	0.282	0.780	MatWeb — ATI Allegheny Ludlum H13, UNS T20813
Gang xám HT250	EN-GJL-250; ASTM A48 Class 35	7.20	0.260	0.720	MatWeb — trung bình nhóm gang xám (35 mác)
Acetal POM (Delrin), không gia cường	—	1.41	0.0509	0.141	Bảng dữ liệu Ensinger TECAFORM MT
Nylon PA6, MC	—	1.14	0.0412	0.114	Bảng dữ liệu Mitsubishi Chemical Ertalon 6 SA
PEEK, không gia cường	—	1.31	0.0473	0.131	Bảng dữ liệu Ensinger TECAPEEK
ABS, đa dụng	—	1.04	0.0376	0.104	Bảng dữ liệu Ensinger TECARAN ABS
PTFE (Teflon)	—	2.15	0.0777	0.215	Bảng dữ liệu Ensinger TECAFLON PTFE
HDPE (PE)	—	0.95	0.0343	0.095	Bảng dữ liệu Ensinger TECAFINE HDPE tự nhiên

Cách đọc bảng này. Phôi tham chiếu cho mọi dòng: 100 × 100 × 10 mm = 100 cm³, nên trọng lượng phôi mỗi dòng chỉ đơn giản là 100 × khối lượng riêng và chênh lệch giữa các dòng chính là chênh lệch khối lượng riêng. Kim loại dùng giá trị lb/in³ do nguồn in; nhựa được quy đổi theo 1 g/cm³ = 0.036127292 lb/in³.

Từ kích thước bản vẽ ra trọng lượng

Bốn công thức phủ gần như mọi báo giá. Làm việc bằng mm và g/cm³, kết quả ra kilôgam. Ví dụ xuyên suốt là thanh 6061-T651 Ø50 × 300 mm.

Hình dạng	Công thức	Ví dụ tính	Ghi chú
Khối chữ nhật	kg = L × W × T × ρ ÷ 1,000,000	100 × 100 × 10 mm bằng 6061: 100 cm³ × 2.70 = 0.270 kg	Dùng dòng khối lượng riêng của đúng mác trên đơn hàng.
Thanh tròn	kg = π × D² ÷ 4 × L × ρ ÷ 1,000,000	Ø50 × 300 mm bằng 6061: diện tích 1,963.50 mm², thể tích 589.05 cm³, khối lượng 1.590 kg	Với giá vật liệu $X/kg, thanh có giá 1.590 × $X.
Ống / tiết diện rỗng	kg = π ÷ 4 × (Dₒ² − Dᵢ²) × L × ρ ÷ 1,000,000	Trừ diện tích lòng ống trước khi nhân với chiều dài và khối lượng riêng	Dùng được cho mọi biên dạng rỗng — diện tích ngoài trừ diện tích trong.
Đơn vị inch	lb = L × W × T × ρ	Kích thước bằng inch với ρ theo lb/in³ từ bảng trên	Giữ nguyên inch — không cần quy đổi 25.4.

So sánh chi phí theo chi tiết, không theo kilôgam

Cùng phôi 100 × 100 × 10 mm bằng bốn vật liệu. Phôi inox nặng hơn phôi nhôm 2.9× (7.93 ÷ 2.70) và titan nặng hơn 1.6× (4.43 ÷ 2.70). Báo giá theo kilôgam che mất điều đó; báo giá theo chi tiết thì không.

Vật liệu	Trọng lượng phôi (kg)	Chi phí vật liệu ở $X/kg
Nhôm 6061	0.270	0.270 × $X
Nhôm 7075	0.281	0.281 × $X
Thép không gỉ 304	0.793	0.793 × $X
Titan Ti-6Al-4V	0.443	0.443 × $X

Trọng lượng thành phẩm so với trọng lượng mua

Người mua trả tiền cho phôi, không trả cho phoi. Khi phôi 6061 0.270 kg gia công xuống còn chi tiết 0.200 kg, hiệu suất sử dụng vật liệu là 74.1% và 0.070 kg đã thành phoi thì đã được trả tiền rồi.

Bước	Cách tính	Kết quả
Hiệu suất gia công	0.200 ÷ 0.270	74.1%
Vật liệu thành phoi	0.270 − 0.200	0.070 kg (25.9% của phôi)
Chi phí phần phoi	0.070 kg × $X/kg	Đã xuất hóa đơn — hãy báo giá vật liệu theo trọng lượng mua và ghi hiệu suất thành một dòng riêng

Khi khối lượng riêng thay đổi

Một giá trị khối lượng riêng chỉ đáng tin bằng đúng mác và trạng thái đứng sau nó. Dưới đây là các trường hợp trong bảng này mà con số thay đổi, và cần làm gì khi báo giá.

Trường hợp	Thay đổi gì	Cần làm gì
Thép khuôn P20	7.81 g/cm³ ở nhiệt độ phòng → 7.75 khi tôi cứng tới 310 HB; H13 đi 7.81 → 7.78 → 7.67 → 7.53 khi nung tới 400 / 800 °C	Báo giá theo giá trị ở nhiệt độ phòng và ghi rõ trạng thái trên báo giá.
POM (Delrin)	không gia cường 1.41 · đen 1.42 · pha PTFE 1.43 · pha 25% sợi thủy tinh 1.54	Ghi rõ mác chính xác — phôi pha sợi thủy tinh nặng hơn mác thường 9%.
PEEK	không gia cường 1.31 · 30% sợi thủy tinh 1.37 · 50% carbon 1.52	Ghi rõ cốt gia cường — loại 50% carbon nặng hơn PEEK nguyên sinh 16%.
Nylon PA6	độ ẩm cân bằng hấp thụ 8%	Chi tiết nylon lưu kho lâu nặng hơn tính toán ở trạng thái khô.

Cách dùng các con số này

Cột trọng lượng phôi là một cây thước chung, không phải giá: mọi dòng đều là 100 cm³ × khối lượng riêng, nên có thể nhẩm kiểm tra bất kỳ con số nào và so sánh vật liệu trong nháy mắt.
Hãy trừ phần bạn lấy đi. Một lỗ xuyên 20 mm trên phôi 6061 100 × 100 × 10 mm lấy đi 8.48 g — 3.14% của phôi — nên chi tiết nặng 0.262 kg, không phải 0.270 kg. Ở chi tiết sâu, thể tích bị lấy đi lớn hơn nhiều so với cảm giác về cái lỗ nhìn thấy.
Đừng bao giờ báo giá chi tiết chỉ từ trọng lượng thành phẩm. 25.9% phôi thành phoi đã được xuất hóa đơn: hãy báo giá theo trọng lượng phôi mua và ghi hiệu suất gia công thành một dòng riêng.
Nhiệt luyện làm khối lượng riêng của thép thay đổi chút ít: P20 giảm từ 7.81 xuống 7.75 g/cm³ khi tôi cứng tới 310 HB, và H13 xuống 7.67 ở 400 °C và 7.53 ở 800 °C. Hãy báo giá theo giá trị ở nhiệt độ phòng; chi tiết thực tế sẽ nặng nhẹ hơn một chút sau nhiệt luyện.
Nhựa gia cường nặng hơn giá trị không gia cường 5–16% (POM pha 25% sợi thủy tinh: 1.54 so với 1.41; PEEK pha 50% carbon: 1.52 so với 1.31). Báo giá theo mác thường sẽ tính thiếu trọng lượng phôi — và nylon hấp thụ tới 8% độ ẩm, nên chi tiết lưu kho tăng trọng lượng.

Câu hỏi thường gặp

Khối nhôm 6061 100 × 100 × 10 mm nặng bao nhiêu?
Khoảng 0.270 kg — 100 cm³ × 2.70 g/cm³ = 270 g.

Cùng khối đó nặng bao nhiêu nếu làm bằng inox 304, inox 316 và Ti-6Al-4V?
0.793 kg với 304, 0.792 kg với 316, và 0.443 kg với Ti-6Al-4V. Bản inox nặng hơn nhôm khoảng 2.9×; titan khoảng 1.6×.

Thanh tròn 6061 đường kính 50 mm × dài 300 mm nặng bao nhiêu?
Khoảng 1.590 kg (589.05 cm³ × 2.70 g/cm³). Với giá vật liệu $X/kg, thanh có giá 1.590 × $X.

6061 nhẹ hơn hay nặng hơn 7075?
6061 nhẹ hơn: 2.70 so với 2.81 g/cm³. Cùng phôi đó nặng 0.270 kg bằng 6061 và 0.281 kg bằng 7075 — 7075 nặng hơn khoảng 4%.

Khối Delrin (POM) 100 × 100 × 10 mm nặng bao nhiêu?
Khoảng 0.141 kg — bằng khoảng một nửa khối nhôm cùng cỡ và khoảng một phần sáu khối inox 304 cùng cỡ (0.793 kg).

Một lỗ xuyên 20 mm lấy đi bao nhiêu vật liệu khỏi khối 6061 đó?
8.48 g — 3.14% thể tích phôi. Chi tiết thành phẩm nặng 0.262 kg, không phải 0.270 kg.

Chi phí vật liệu của chi tiết inox có luôn cao hơn chi tiết nhôm không?
Theo chi tiết thì thường là có: phôi 304 nặng 0.793 kg so với 0.270 kg của 6061, nên ở cùng $X/kg, dòng chi phí vật liệu lớn hơn khoảng 2.9×. Inox xứng đáng với chi phí của nó nhờ loại bỏ rủi ro ăn mòn, không phải nhờ trọng lượng.

Nếu chi tiết thành phẩm nhẹ hơn phôi nhiều, tôi có đang trả thừa tiền vật liệu không?
Không — bạn mua phôi, đó là thứ bạn trả tiền. Với phôi 0.270 kg và chi tiết thành phẩm 0.200 kg, hiệu suất gia công là 74.1% và 0.070 kg còn lại (25.9%) là phoi đã được trả tiền rồi. Hãy báo giá theo trọng lượng mua và ghi hiệu suất riêng.

Tiêu chuẩn và nguồn tham khảo

Các trang dữ liệu MatWeb cho nhôm 1060/6061/7075, đồng C11000, đồng thau C36000, thép 1045 và 4140, inox 316 và 17-4PH, titan Ti-6Al-4V, P20, H13 và nhóm gang xám (35 mác, trung bình 7.20 g/cm³)
Inox 304 (7.93 g/cm³ / 0.286 lb/in³): ba nguồn khớp nhau theo ASTM A240/A276, EN 10088-2 (1.4301) và JIS G4304
Nhựa kỹ thuật từ bảng dữ liệu Ensinger (TECAFORM MT, TECAPEEK, TECARAN ABS, TECAFLON PTFE, TECAFINE HDPE) và Mitsubishi Chemical Ertalon 6 SA; lb/in³ của nhựa quy đổi theo 1 g/cm³ = 0.036127292 lb/in³
Đối chiếu chéo: ASM Handbook Tập 2 (1990), EN 10088-1 (nhóm austenit 7.9 g/cm³), ASTM A240/A276/A479, JIS G4304/G4305
Gang xám HT250 dùng trung bình nhóm của MatWeb (7.20 g/cm³; dải 35 mác là 6.80–7.34) — báo giá theo giá trị trung bình, nêu rõ dải nếu vật đúc quan trọng

Trang liên quan

/wiki/reference/thermal-expansion-coefficients/ — Bảng nhanh cùng bộ: giãn nở nhiệt cho cùng các vật liệu
/wiki/materials/aluminum/ — Hợp kim nhôm chi tiết: mác, trạng thái và đặc tính gia công
/wiki/materials/plastics/ — Nhựa kỹ thuật cho gia công CNC, gồm các mác có pha cốt
/resources/dfm-guide/ — Danh mục kiểm tra DFM để rà soát bản vẽ trước khi báo giá