材料密度表：重量与成本估算

20 种 CNC 常用材料的密度（g/cm³ 与 lb/in³）及 100 × 100 × 10 mm 毛坯的重量，附把图纸尺寸换算成材料成本的公式，报价前估重直接查表。

各材料的密度与参考毛坯重量

材料	牌号	密度 (g/cm³)	密度 (lb/in³)	毛坯重量，100 × 100 × 10 mm (kg)	来源
Aluminium 1060	UNS A91060	2.705	0.09772	0.271	MatWeb — Aluminum 1060-H12
Aluminium 6061-T6 / T651	UNS A96061	2.70	0.0975	0.270	MatWeb — Aluminum 6061-T4; 6061-T451
Aluminium 7075-T6 / T651	UNS A97075	2.81	0.102	0.281	MatWeb — Aluminum 7075-O
Copper, ETP	UNS C11000	8.89	0.321	0.889	MatWeb — ETP copper, UNS C11000
Brass, free-cutting	UNS C36000	8.50	0.307	0.850	MatWeb — free-cutting brass C36000, H02
Carbon steel 1045	UNS G10450	7.87	0.284	0.787	MatWeb — AISI 1045, hot rolled / cold drawn
Alloy steel 4140	UNS G41400	7.85	0.284	0.785	MatWeb — AISI 4140, normalized / quenched and tempered
Stainless steel 304	UNS S30400	7.93	0.286	0.793	ASTM A240/A276 + EN 10088-2 (1.4301) + JIS G4304 (three agreeing sources)
Stainless steel 316	UNS S31600	7.92	0.286	0.792	MatWeb — austenitic stainless 316, annealed
Stainless steel 17-4PH	UNS S17400	7.80	0.282	0.780	MatWeb — AK Steel 17-4 PH, condition H925
Titanium Ti-6Al-4V, Grade 5	UNS R56400	4.43	0.160	0.443	MatWeb — Ti-6Al-4V (Grade 5), STA
Mould steel P20	1.2311	7.81	0.282	0.781	MatWeb — P20 Premium Modified, hardened 310 HB
Hot-work tool steel H13	1.2344	7.80	0.282	0.780	MatWeb — ATI Allegheny Ludlum H13, UNS T20813
Grey cast iron HT250	EN-GJL-250; ASTM A48 Class 35	7.20	0.260	0.720	MatWeb — gray cast iron category average (35 grades)
Acetal POM (Delrin), unreinforced	—	1.41	0.0509	0.141	Ensinger TECAFORM MT datasheet
Nylon PA6, MC	—	1.14	0.0412	0.114	Mitsubishi Chemical Ertalon 6 SA datasheet
PEEK, unreinforced	—	1.31	0.0473	0.131	Ensinger TECAPEEK datasheet
ABS, general purpose	—	1.04	0.0376	0.104	Ensinger TECARAN ABS datasheet
PTFE (Teflon)	—	2.15	0.0777	0.215	Ensinger TECAFLON PTFE datasheet
HDPE (PE)	—	0.95	0.0343	0.095	Ensinger TECAFINE HDPE natural product datasheet

如何读这张表。 每行的参考毛坯均为 100 × 100 × 10 mm = 100 cm³，因此毛坯重量就是 100 × 密度，行间差异纯粹是密度差异。金属的 lb/in³ 直接照录原始出处；塑料按 1 g/cm³ = 0.036127292 lb/in³ 换算。

从图纸尺寸到重量

四个公式几乎覆盖所有报价。用 mm 和 g/cm³ 计算，结果就是 kg。全篇算例为 6061-T651 的 Ø50 × 300 mm 棒料。

形状	公式	算例	说明
矩形块	kg = L × W × T × ρ ÷ 1,000,000	6061 的 100 × 100 × 10 mm：100 cm³ × 2.70 = 0.270 kg	按订单上的具体牌号取对应密度行。
圆棒	kg = π × D² ÷ 4 × L × ρ ÷ 1,000,000	6061 的 Ø50 × 300 mm：截面积 1,963.50 mm²，体积 589.05 cm³，质量 1.590 kg	材料单价为 $X/kg 时，棒料成本为 1.590 × $X。
管材 / 空心型材	kg = π ÷ 4 × (Dₒ² − Dᵢ²) × L × ρ ÷ 1,000,000	先减去内孔面积，再乘以长度和密度	适用于任何空心型材——外面积减内面积。
英制单位	lb = L × W × T × ρ	尺寸用英寸，ρ 取上表中的 lb/in³	全程用英寸——无需 25.4 换算。

按单件比较成本，而不是按公斤

同样 100 × 100 × 10 mm 毛坯的四种材料。不锈钢毛坯比铝重 2.9×（7.93 ÷ 2.70），钛重 1.6×（4.43 ÷ 2.70）。按公斤报价会掩盖这一点，按件报价不会。

材料	毛坯重量 (kg)	材料成本（按 $X/kg 计）
Aluminium 6061	0.270	0.270 × $X
Aluminium 7075	0.281	0.281 × $X
Stainless steel 304	0.793	0.793 × $X
Titanium Ti-6Al-4V	0.443	0.443 × $X

成品重量与采购重量

买方为毛坯买单，而不是为切屑。0.270 kg 的 6061 毛坯加工成 0.200 kg 零件时，机加工利用率为 74.1%，变成切屑的 0.070 kg 已经付过钱了。

步骤	计算	结果
机加工利用率	0.200 ÷ 0.270	74.1%
变成切屑的材料	0.270 − 0.200	0.070 kg (25.9% of the blank)
切屑的成本	0.070 kg × $X/kg	Already invoiced — quote material on the purchased weight and show the yield as a separate line

密度什么时候会变

密度数值的可信度取决于其背后的牌号和状态。下表列出本表中数值会变动的情况，以及报价时的处理方式。

情况	变化内容	处理方式
P20 mould steel	7.81 g/cm³ at room temperature → 7.75 hardened to 310 HB; H13 goes 7.81 → 7.78 → 7.67 → 7.53 as it heats toward 400 / 800 °C	按室温值报价，并在报价单上注明状态。
POM (Delrin)	unreinforced 1.41 · black 1.42 · PTFE-filled 1.43 · 25% glass-filled 1.54	注明具体牌号——玻纤增强毛坯比未增强牌号重 9%。
PEEK	unreinforced 1.31 · 30% glass 1.37 · 50% carbon 1.52	注明增强方式——50% 碳纤比纯 PEEK 重 16%。
Nylon PA6	equilibrium moisture uptake 8%	存放已久的尼龙零件比干态计算值更重。

这些数值怎么用

毛坯重量列是一把公共标尺，不是价格：每行都是 100 cm³ × 密度，任何数字都可以心算复核，材料之间一目了然。
去掉的要减掉。100 × 100 × 10 mm 的 6061 毛坯上打一个 20 mm 通孔会去掉 8.48 g——占毛坯的 3.14%——零件重量是 0.262 kg，不是 0.270 kg。深腔零件去掉的体积远比可见的孔大。
不要只按成品重量给零件定价。毛坯的 25.9% 变成切屑，而切屑是计过价的：按采购毛坯重量报价，并把机加工利用率单列一行。
热处理会轻微改变钢的密度：P20 淬硬到 310 HB 时从 7.81 降到 7.75 g/cm³；H13 在 400 °C 降到 7.67，800 °C 降到 7.53。按室温值报价；热处理后零件实际略轻。
增强塑料比未增强值重 5–16%（POM 25% 玻纤：1.54 对 1.41；PEEK 50% 碳纤：1.52 对 1.31）。按未增强牌号报价会低估毛坯重量——尼龙还会吸收最多 8% 的水分，存放后零件会增重。

常见问题

100 × 100 × 10 mm 的 6061 铝块有多重？
约 0.270 kg——100 cm³ × 2.70 g/cm³ = 270 g。

同一铝块用 304 不锈钢、316 不锈钢和 Ti-6Al-4V 有多重？
304 为 0.793 kg，316 为 0.792 kg，Ti-6Al-4V 为 0.443 kg。不锈钢版比铝约重 2.9×；钛约重 1.6×。

直径 50 mm、长 300 mm 的 6061 圆棒有多重？
约 1.590 kg（589.05 cm³ × 2.70 g/cm³）。材料单价 $X/kg 时，棒料成本为 1.590 × $X。

6061 比 7075 轻还是重？
6061 更轻：2.70 对 2.81 g/cm³。同一毛坯 6061 重 0.270 kg、7075 重 0.281 kg——7075 约重 4%。

100 × 100 × 10 mm 的 Delrin (POM) 块有多重？
约 0.141 kg——约为同尺寸铝块的一半、同尺寸 304 不锈钢块 (0.793 kg) 的六分之一。

在那个 6061 块上打 20 mm 通孔会去掉多少材料？
8.48 g——占毛坯体积的 3.14%。成品零件重 0.262 kg，不是 0.270 kg。

不锈钢零件的材料成本一定比铝高吗？
按单件算通常是的：304 毛坯重 0.793 kg，6061 重 0.270 kg，同样的 $X/kg 下材料一项约为 2.9×。不锈钢贵在消除腐蚀风险，不在于重量。

成品比毛坯轻很多，我是不是为材料多付了钱？
没有——你买的就是毛坯。0.270 kg 毛坯加工成 0.200 kg 成品时，机加工利用率是 74.1%，剩下的 0.070 kg（25.9%）是已经付过钱的切屑。按采购重量报价，并把利用率单独列一行。

标准与来源

MatWeb 数据页：铝 1060/6061/7075、铜 C11000、黄铜 C36000、钢 1045 与 4140、不锈钢 316 与 17-4PH、钛 Ti-6Al-4V、P20、H13 及灰铸铁类目（35 个牌号，平均 7.20 g/cm³）
不锈钢 304（7.93 g/cm³ / 0.286 lb/in³）：ASTM A240/A276、EN 10088-2 (1.4301) 与 JIS G4304 三个一致来源
工程塑料来自 Ensinger 数据手册（TECAFORM MT、TECAPEEK、TECARAN ABS、TECAFLON PTFE、TECAFINE HDPE）及三菱化学 Ertalon 6 SA；塑料 lb/in³ 按 1 g/cm³ = 0.036127292 lb/in³ 换算
交叉核对：ASM Handbook Vol. 2 (1990)、EN 10088-1（奥氏体组 7.9 g/cm³）、ASTM A240/A276/A479、JIS G4304/G4305
灰铸铁 HT250 采用 MatWeb 类目平均值（7.20 g/cm³；35 个牌号范围为 6.80–7.34）——按平均值报价，关键铸件需标注该范围