常用金屬材料性能參數(shù)對照手冊在機械制造、建筑工程、航空航天等領(lǐng)域，金屬材料的合理選型是確保產(chǎn)品性能、壽命與經(jīng)濟性的核心環(huán)節(jié)。本手冊系統(tǒng)梳理常用金屬材料的核心性能參數(shù)（力學、物理、化學及加工性能），為材料選型、工藝設(shè)計提供直觀對比依據(jù)。一、黑色金屬材料（鋼鐵材料）1.碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235（普通碳素結(jié)構(gòu)鋼）力學性能：抗拉強度375-500MPa，屈服強度≥235MPa，延伸率≥26%（厚度≤16mm）；物理性能：密度7.85g/cm3，熱膨脹系數(shù)12×10??/℃，導熱率48W/(m·K)；化學性能：大氣中耐腐蝕一般，易生銹（需涂裝防護）；加工性能：焊接性優(yōu)良（電弧焊/氣焊），切削性中等，冷加工性好（可彎折、沖壓）；應用場景：建筑結(jié)構(gòu)（鋼梁、鋼柱）、普通機械零件（支架、法蘭）、容器等。45鋼（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼）力學性能：抗拉強度600-750MPa，屈服強度≥355MPa，延伸率≥16%；物理性能：密度7.85g/cm3，熱膨脹系數(shù)12.5×10??/℃，導熱率50W/(m·K)；化學性能：耐腐蝕一般，需表面處理（淬火、鍍鉻/氮化強化）；加工性能：焊接性中等（需預熱防裂），切削性良好，可熱處理強化（調(diào)質(zhì)后綜合性能佳）；應用場景：軸類、齒輪、螺栓、螺母等機械零件。2.合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr（鉻系合金結(jié)構(gòu)鋼）力學性能：抗拉強度≥980MPa（調(diào)質(zhì)后），屈服強度≥785MPa，延伸率≥9%；物理性能：密度7.85g/cm3，熱膨脹系數(shù)12.3×10??/℃，導熱率46W/(m·K)；化學性能：耐腐蝕優(yōu)于碳鋼（需防護），抗疲勞性能佳；加工性能：焊接性中等（預熱至200℃以上），切削性良好，調(diào)質(zhì)后綜合性能優(yōu)異；應用場景：高強度軸類（機床主軸）、齒輪、連桿、螺栓等。3.不銹鋼304（06Cr19Ni10，奧氏體不銹鋼）力學性能：抗拉強度520-720MPa，屈服強度≥205MPa，延伸率≥40%；物理性能：密度7.93g/cm3，熱膨脹系數(shù)17.2×10??/℃，導熱率16.2W/(m·K)；化學性能：耐酸堿（非強氧化性酸）、海水腐蝕，大氣中耐腐蝕優(yōu)異（形成鈍化膜）；加工性能：焊接性優(yōu)良（氬弧焊/激光焊），切削性中等（易粘刀，需冷卻液），冷加工性好（易產(chǎn)生加工硬化）；應用場景：食品設(shè)備（廚具、儲罐）、醫(yī)療器械、裝飾材料（欄桿、雕塑）等。316（06Cr17Ni12Mo2，奧氏體不銹鋼）力學性能：抗拉強度520-760MPa，屈服強度≥205MPa，延伸率≥40%；物理性能：密度7.98g/cm3，熱膨脹系數(shù)16.5×10??/℃，導熱率15.1W/(m·K)；化學性能：耐海水、氯離子腐蝕（Mo元素增強抗點蝕能力），耐強氧化性酸能力優(yōu)于304；加工性能：焊接性優(yōu)良，切削性中等，冷加工性好；應用場景：海洋工程（船舶、海水淡化）、化工設(shè)備（反應釜）、制藥設(shè)備等。二、有色金屬材料1.鋁及鋁合金純鋁（1060）力學性能：抗拉強度80-110MPa，屈服強度≥30MPa，延伸率≥35%；物理性能：密度2.7g/cm3，熱膨脹系數(shù)23.6×10??/℃，導熱率205W/(m·K)；化學性能：大氣中耐腐蝕（自然氧化膜防護），耐弱酸弱堿；加工性能：焊接性良好（氬弧焊/電阻焊），切削性差（需潤滑，易粘刀），塑性極好（可壓延、拉伸）；應用場景：散熱器、導線（高壓電纜）、食品包裝（鋁箔）等。6061鋁合金（Al-Mg-Si系）力學性能：抗拉強度205-310MPa（T6態(tài)），屈服強度≥110MPa，延伸率≥12%；物理性能：密度2.7g/cm3，熱膨脹系數(shù)23.6×10??/℃，導熱率155W/(m·K)；化學性能：耐腐蝕良好（陽極氧化后耐蝕性顯著提升）；加工性能：焊接性良好，切削性良好，可熱處理強化（T6態(tài)硬度/強度最佳）；應用場景：航空結(jié)構(gòu)件（機翼蒙皮）、機械框架、自行車架、電子設(shè)備外殼等。7075鋁合金（Al-Zn-Mg-Cu系）力學性能：抗拉強度500-570MPa（T6態(tài)），屈服強度≥430MPa，延伸率≥6%；物理性能：密度2.81g/cm3，熱膨脹系數(shù)23.6×10??/℃，導熱率130W/(m·K)；化學性能：耐腐蝕一般（需表面處理，如陽極氧化/噴漆）；加工性能：焊接性較差（易熱裂，需特殊工藝），切削性良好，熱處理強化效果顯著；應用場景：航空航天構(gòu)件（機身框架）、高端運動器材（網(wǎng)球拍、自行車）等。2.銅及銅合金純銅（T2）力學性能：抗拉強度200-250MPa，屈服強度≥70MPa，延伸率≥45%；物理性能：密度8.96g/cm3，熱膨脹系數(shù)16.5×10??/℃，導熱率401W/(m·K)（導電/導熱性優(yōu)異）；化學性能：大氣中耐腐蝕（形成銅綠，緩慢腐蝕），耐淡水，不耐海水/氨水；加工性能：焊接性優(yōu)良（氧乙炔焊/氬弧焊），切削性差（需潤滑，易粘刀），塑性極好；應用場景：導線（低壓電纜）、散熱器、裝飾件（銅門、銅雕）等。黃銅（H62，Cu-Zn系）力學性能：抗拉強度330-490MPa，屈服強度≥170MPa，延伸率≥15%；物理性能：密度8.5g/cm3，熱膨脹系數(shù)19×10??/℃，導熱率120W/(m·K)；化學性能：耐大氣、淡水腐蝕，海水及氨水中易腐蝕（需防護）；加工性能：焊接性良好（釬焊/氣體保護焊），切削性優(yōu)良（易獲得高光潔度），冷加工性好；應用場景：閥門、管件、裝飾五金（門把手、鎖具）等。3.鈦及鈦合金純鈦（TA1）力學性能：抗拉強度345-540MPa，屈服強度≥275MPa，延伸率≥25%；物理性能：密度4.51g/cm3（輕量化優(yōu)勢），熱膨脹系數(shù)8.6×10??/℃，導熱率14.9W/(m·K)；化學性能：耐酸堿、海水、氯腐蝕（鈍化膜穩(wěn)定），生物相容性優(yōu)異（無毒、無排異）；加工性能：焊接性良好（氬弧焊，需惰性氣體保護），切削性差（需專用刀具，低切削速度），熱加工性一般；應用場景：醫(yī)療器械（骨科植入物）、海洋工程（海水管道）、化工設(shè)備（反應釜）等。TC4（Ti-6Al-4V，鈦合金）力學性能：抗拉強度≥895MPa，屈服強度≥825MPa，延伸率≥10%；物理性能：密度4.43g/cm3，熱膨脹系數(shù)8.6×10??/℃，導熱率7.6W/(m·K)；化學性能：耐腐蝕優(yōu)異，生物相容性好；加工性能：焊接性中等（需保護氣氛），切削性差，可熱處理強化（退火/時效）；應用場景：航空發(fā)動機葉片、骨科植入物、高端體育器材（高爾夫球桿）等。三、核心性能參數(shù)對比表（簡化版）材料類型材料牌號密度（g/cm3）抗拉強度（MPa）屈服強度（MPa）延伸率（%）導熱率（W/(m·K)）典型應用-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------碳素結(jié)構(gòu)鋼Q2357.85375-500≥235≥2648建筑、普通機械合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr7.85≥980（調(diào)質(zhì)）≥785≥946高強度機械零件不銹鋼3047.93520-720≥205≥4016.2食品、醫(yī)療鋁合金60612.7205-310≥110≥12155航空、機械框架銅合金H628.5330-490≥170≥15120閥門、裝飾鈦合金TC44.43≥895≥825≥107.6航空、醫(yī)療四、材料選型建議1.強度優(yōu)先：機械零件需高強度時，優(yōu)先選合金結(jié)構(gòu)鋼（40Cr）、鈦合金（TC4）或高強鋁合金（7075）；2.耐腐蝕優(yōu)先：海洋/化工環(huán)境選316不銹鋼、鈦合金；食品/醫(yī)療選304不銹鋼；3.輕量化優(yōu)先：航空/汽車領(lǐng)域選鋁合金（6061、7075）、鎂合金（AZ91D）、鈦合金；4.導熱/導電優(yōu)先：選純銅（T