機械加工部品の材料リファレンス
まず要求、次に材料です。機能（軽量化、耐食、耐熱、絶縁、耐摩耗、食品接触など）を選ぶと、その要求を実際に満たす材料に表が絞り込まれ、密度、強度、硬さ、弾性係数、熱伝導率、使用温度、被削性、相対コスト指数が同じ行に並びます。材料 48 種、すべての列が並べ替え可能、値はクリックでコピーできます。
18 の機能材料 48 種すべての数値を並べ替え可値をクリックでコピー「/」で検索
機能から選ぶ
各カードは一覧ではなく判断の材料です。その機能が本当に必要とするもの、どこから試すか、経験上見落とされやすい不具合をまとめています。 カードをクリックするか選択欄を使うと、下のデータ表がその機能を担える材料に絞り込まれます。
1 つの材料が複数の機能を担うことがあり、表のマークはそのすべてを示します。 絞り込み中でも並べ替えは機能します。たとえば「軽量化」で絞ってから引張強さで並べ替えると、最も強い軽量合金が上に来ます。
材料データ表
記載した材料の一般的な状態、実際に工場が購入する寸法での代表値です。密度、弾性係数、熱伝導率は材料定数です。 引張強さ、耐力、硬さは状態と断面に依存するため、設計の出発点として扱い、合否の判断は証明書に委ねてください。
| 材料 | 分類 | 密度 g/cm³ | 引張強さ MPa | 耐力 MPa | 硬さ | E GPa | k W/(m·K) | 最高温度 °C | 被削性 | コスト指数 | 機能 | 代表部品 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6061-T6变形铝合金 | Aluminum | 2.70 | 310 | 276 | 95 HB | 68.9 | 167 | 150 | B | 1.0 | 轻量化 耐腐蚀 散热导热 低成本量产 尺寸稳定 防静电 | Machine frames, fixtures, housings, heat sinks, brackets, vacuum plates |
| 6082-T6欧标结构铝 | Aluminum | 2.70 | 310 | 260 | 95 HB | 70.0 | 170 | 150 | B | 1.0 | 轻量化 高强度 耐腐蚀 散热导热 | Structural brackets and automation frames to EN standards, machined weldments |
| 7075-T6超高强铝 | Aluminum | 2.81 | 572 | 503 | 150 HB | 71.7 | 130 | 120 | B | 1.8 | 高强度 轻量化 耐磨 | Aircraft fittings, robot links, high load brackets, gearbox and actuator plates |
| 2024-T351硬铝 | Aluminum | 2.78 | 469 | 324 | 120 HB | 73.1 | 121 | 150 | B | 1.7 | 高强度 轻量化 耐高温 | Fatigue loaded fittings and frames, aerospace structural detail parts |
| 5052-H32耐蚀铝镁 | Aluminum | 2.68 | 228 | 193 | 60 HB | 70.3 | 138 | 200 | C | 1.1 | 耐腐蚀 耐化学品 轻量化 食品接触 | Marine and chemical enclosures, tanks, panels, low stress covers |
| 6063-T5挤压铝 | Aluminum | 2.70 | 186 | 145 | 60 HB | 68.9 | 201 | 150 | A | 0.9 | 散热导热 轻量化 低成本量产 | Heat sinks, extrusion based parts, cosmetic and non structural housings |
| MIC-6 cast plate铸造铝板 | Aluminum | 2.68 | 166 | 110 | 65 HB | 71.0 | 121 | 150 | A | 1.3 | 尺寸稳定 散热导热 | Vacuum tables, tooling plates, flat reference plates, machine bed plates |
| 304 / 1.4301奥氏体不锈钢 | Stainless steel | 7.90 | 505 | 215 | 190 HB | 193 | 16.2 | 600 | C | 1.0 | 耐腐蚀 食品接触 医疗生物相容 无磁 耐化学品 | Food machinery, chemical components, medical housings, sanitary fittings |
| 316L / 1.4404含钼超低碳不锈钢 | Stainless steel | 8.00 | 485 | 170 | 180 HB | 193 | 16.3 | 600 | C | 1.4 | 耐腐蚀 医疗生物相容 食品接触 耐化学品 无磁 | Pharmaceutical and marine duty, chlorine and acid exposure, implant tooling |
| 303 / 1.4305易切削不锈钢 | Stainless steel | 7.90 | 620 | 310 | 230 HB | 193 | 16.2 | 400 | A | 1.1 | 耐腐蚀 低成本量产 | High volume turned fittings, connectors, bushings, sensor bodies |
| 17-4PH / 630沉淀硬化不锈钢 | Stainless steel | 7.80 | 1070 | 1000 | 40 HRC | 196 | 17.9 | 300 | C | 2.4 | 高强度 耐腐蚀 医疗生物相容 耐磨 | Aerospace fittings, surgical instruments, valve stems, pump shafts |
| 420马氏体不锈钢 | Stainless steel | 7.75 | 700 | 550 | 52 HRC | 200 | 24.9 | 250 | B | 1.5 | 耐磨 耐腐蚀 医疗生物相容 | Surgical tools, valve trim, wear plates, cutlery grade components |
| 440C高碳马氏体不锈钢 | Stainless steel | 7.70 | 760 | 450 | 58 HRC | 200 | 24.2 | 250 | C | 1.6 | 耐磨 耐腐蚀 医疗生物相容 | Bearings, valve seats, cutting edges, gauges, wear inserts |
| 2205 duplex双相不锈钢 | Stainless steel | 7.80 | 620 | 450 | 290 HB | 200 | 19.0 | 250 | D | 2.2 | 耐腐蚀 高强度 耐化学品 | Chloride and seawater service, chemical pumps, offshore and desalination hardware |
| 1045 / C45中碳调质钢 | Carbon & alloy steel | 7.85 | 600 | 355 | 200 HB | 206 | 51.9 | 400 | B | 0.4 | 高强度 低成本量产 耐磨 | Shafts, studs, spindles, induction hardened journals and wear zones |
| 4140 / 42CrMo铬钼合金钢 | Carbon & alloy steel | 7.85 | 1020 | 655 | 30 HRC | 205 | 42.6 | 400 | B | 0.6 | 高强度 耐磨 耐高温 | Gears, shafts, tie bars, mold bases, high load fasteners, nitrided journals |
| 4340镍铬钼超高强钢 | Carbon & alloy steel | 7.85 | 1110 | 850 | 38 HRC | 205 | 44.5 | 300 | C | 1.1 | 高强度 耐磨 | Aerospace structural detail parts, landing gear class fittings, high stress shafts |
| 20CrMnTi渗碳钢 | Carbon & alloy steel | 7.85 | 1080 | 850 | 60 HRC case | 206 | 43.0 | 200 | B | 0.6 | 耐磨 高强度 低成本量产 | Case hardened gears, splines, pinions, cam and pawl parts |
| 12L14易切削钢 | Carbon & alloy steel | 7.87 | 540 | 415 | 163 HB | 200 | 51.9 | 200 | A | 0.5 | 低成本量产 | High volume turned pins, inserts, hydraulic fittings, non safety spacers |
| Ti-6Al-4V Grade 5钛合金 TC4 | Titanium | 4.43 | 950 | 880 | 35 HRC | 113.8 | 6.7 | 350 | D | 9.0 | 高强度 轻量化 耐腐蚀 医疗生物相容 耐高温 | Aerospace brackets, medical implants and instruments, high speed rotating parts |
| Ti-6Al-4V ELI Grade 23医用钛 ELI | Titanium | 4.43 | 860 | 795 | 32 HRC | 113.8 | 6.7 | 350 | D | 10.0 | 医疗生物相容 耐腐蚀 轻量化 | Implant grade components, surgical instruments, cryogenic hardware |
| Ti Grade 2 (CP)工业纯钛 | Titanium | 4.51 | 344 | 275 | 150 HB | 102.7 | 16.4 | 300 | C | 5.5 | 耐腐蚀 耐化学品 医疗生物相容 轻量化 | Chemical process parts, heat exchanger plates, anodized consumer components |
| C36000易切削黄铜 | Copper alloy | 8.50 | 400 | 310 | 110 HB | 97.0 | 115 | 200 | A | 1.8 | 导电 低成本量产 耐腐蚀 | Connectors, valve bodies, nozzles, threaded fittings, optical adjusters |
| C26000弹壳黄铜 | Copper alloy | 8.53 | 400 | 310 | 130 HB | 110.0 | 120 | 200 | B | 1.7 | 导电 耐腐蚀 | Contacts, terminals, parts that are formed and then machined |
| C11000 ETP紫铜 | Copper alloy | 8.94 | 250 | 150 | 50 HB | 117.0 | 388 | 200 | C | 2.2 | 导电 散热导热 | Bus bars, welding electrodes, thermal straps, RF and vacuum components |
| C93200轴承青铜 | Copper alloy | 8.93 | 240 | 125 | 70 HB | 100.0 | 59 | 200 | B | 1.8 | 低摩擦自润滑 耐磨 耐腐蚀 | Bushings, thrust washers, worm gears, pump bearings, guide sleeves |
| C17200 BeCu铍青铜 | Copper alloy | 8.25 | 1200 | 1000 | 38 HRC | 128.0 | 105 | 200 | C | 14.0 | 导电 高强度 无磁 低摩擦自润滑 | Spring contacts, non sparking tools, high cycle springs (beryllium dust needs control) |
| Inconel 718镍基高温合金 | Nickel alloy | 8.19 | 1300 | 1100 | 40 HRC | 200.0 | 11.4 | 650 | E | 14.0 | 耐高温 高强度 耐腐蚀 | Turbine and exhaust hardware, high temperature fasteners, cryogenic seals |
| Monel 400蒙乃尔合金 | Nickel alloy | 8.80 | 580 | 275 | 150 HB | 179.0 | 21.8 | 480 | C | 11.0 | 耐腐蚀 无磁 耐化学品 | Seawater valves, pump shafts, hydrofluoric acid service, marine fasteners |
| Hastelloy C-276哈氏合金 | Nickel alloy | 8.89 | 790 | 355 | 190 HB | 205.0 | 10.2 | 400 | E | 16.0 | 耐腐蚀 耐化学品 耐高温 | Chemical reactor internals, wet chlorine service, flue gas components |
| Kovar 4J29可伐合金 | Nickel alloy | 8.36 | 520 | 340 | 160 HB | 138.0 | 17.3 | 450 | C | 12.0 | 尺寸稳定 散热导热 | Hermetic glass and ceramic seals, laser and sensor packages, vacuum feedthroughs |
| AZ91D镁合金 | Magnesium | 1.81 | 240 | 150 | 65 HB | 45.0 | 51.0 | 150 | A | 1.2 | 轻量化 散热导热 防静电 | Ultra light housings, handheld device chassis, weight critical brackets |
| ZA-12锌铝合金 | Zinc alloy | 6.03 | 330 | 260 | 105 HB | 96.0 | 113.0 | 150 | A | 0.8 | 低成本量产 低摩擦自润滑 | Bearings, bushings, small precision housings, wear plates |
| POM (Delrin)聚甲醛 | Engineering plastic | 1.41 | 70 | 65 | M84 | 3.1 | 0.31 | 90 | A | 0.8 | 低摩擦自润滑 耐磨 绝缘 低成本量产 尺寸稳定 食品接触 | Gears, bushings, rollers, valve bodies, precision mechanical parts |
| PA6 / PA66尼龙 | Engineering plastic | 1.14 | 80 | 75 | R118 | 3.0 | 0.25 | 90 | B | 0.7 | 低摩擦自润滑 耐磨 绝缘 低成本量产 | Gears, wear pads, rollers, cable guides (moisture uptake changes size) |
| PEEK聚醚醚酮 | Engineering plastic | 1.30 | 100 | 97 | M99 | 3.6 | 0.25 | 250 | C | 20.0 | 耐高温 耐化学品 医疗生物相容 耐磨 绝缘 | Aerospace and semiconductor parts, implant trials, chemical seals, pump components |
| PEEK CF30碳纤增强 PEEK | Engineering plastic | 1.44 | 210 | 200 | M105 | 12.0 | 0.30 | 250 | C | 40.0 | 高强度 耐高温 防静电 耐磨 | High stiffness semiconductor fixtures, structural insulators, wear pads |
| PTFE聚四氟乙烯 | Engineering plastic | 2.20 | 25 | 23 | R58 | 0.7 | 0.25 | 260 | C | 4.5 | 耐化学品 低摩擦自润滑 绝缘 食品接触 耐高温 | Seals, liners, low friction and food contact parts (creeps under load) |
| PVDF聚偏氟乙烯 | Engineering plastic | 1.78 | 55 | 50 | R110 | 2.1 | 0.19 | 150 | B | 5.0 | 耐化学品 绝缘 食品接触 阻燃 | Semiconductor wet bench parts, chemical piping, ultrapure water components |
| PPS聚苯硫醚 | Engineering plastic | 1.35 | 85 | 80 | R123 | 3.8 | 0.29 | 220 | B | 2.5 | 耐高温 耐化学品 阻燃 绝缘 防静电 | Semiconductor tool parts, pump housings, electrical insulators, connectors |
| PEI (Ultem)聚醚酰亚胺 | Engineering plastic | 1.27 | 105 | 100 | M109 | 3.0 | 0.22 | 170 | B | 5.0 | 高强度 耐高温 阻燃 绝缘 医疗生物相容 | Electrical and aircraft interiors, medical trays, amber transparent parts |
| PSU / PPSU聚砜 | Engineering plastic | 1.24 | 75 | 70 | R120 | 2.5 | 0.26 | 160 | B | 2.5 | 耐高温 绝缘 医疗生物相容 耐化学品 | Sterilizable trays, manifolds, sight glasses, repeated autoclave parts |
| PAI (Torlon)聚酰胺酰亚胺 | Engineering plastic | 1.42 | 130 | 110 | M100 | 4.5 | 0.26 | 260 | C | 12.0 | 耐高温 耐磨 低摩擦自润滑 绝缘 | High temperature bearings, wear rings, seal cages, compressor parts |
| PET-P聚对苯二甲酸乙二酯 | Engineering plastic | 1.39 | 80 | 75 | M95 | 3.1 | 0.29 | 100 | A | 1.0 | 耐磨 低摩擦自润滑 低成本量产 食品接触 尺寸稳定 | Wear strips, gears, food contact conveyor parts, precision spacers |
| PC聚碳酸酯 | Engineering plastic | 1.20 | 65 | 60 | M70 | 2.4 | 0.20 | 120 | A | 0.7 | 透明光学 高强度 绝缘 | Lenses, guards, transparent housings, impact resistant covers |
| PMMA有机玻璃 | Engineering plastic | 1.18 | 70 | 65 | M85 | 3.2 | 0.19 | 80 | A | 0.7 | 透明光学 绝缘 低成本量产 | Light guides, optical windows, display parts, machined lenses where finish is enough |
| ABSABS | Engineering plastic | 1.04 | 42 | 38 | R105 | 2.3 | 0.17 | 80 | A | 0.5 | 低成本量产 绝缘 | Enclosures, prototypes, non structural covers, low load spacers |
| HDPE高密度聚乙烯 | Engineering plastic | 0.95 | 30 | 26 | R65 | 1.1 | 0.45 | 80 | A | 0.4 | 耐化学品 低成本量产 绝缘 食品接触 | Tanks, liners, food handling parts, low cost spacers and seals |
被削性は、整った CNC 工程を基準にした相対評価です。
A 高速で切りくずも良く、公差も保ちやすい
B 標準的な量産条件で安定
C 低速、加工硬化や凝着が出やすく工具摩耗に注意
D 低速で切りくずも悪く、熱と工具費がかさむ
E 特殊領域で、工具と戦略が結果を決める。
コスト指数は 6061-T6 の丸棒を 1.0 とした材料価格の目安で、桁感をつかむためのものです。
見積もり単価は、金属価格よりも素材寸法、発注量、加工時間、表面処理に強く左右されます。
HB はブリネル、HRC はロックウェル C、M と R は樹脂向けのロックウェル M と R です。
鋼の硬さと強さの換算
GB/T 1172-1999 に基づく炭素鋼と合金鋼、20 から 45 HRC の範囲です。図面が 40 HRC を指定しているのに証明書が HV や HBW で来たとき、 あるいは硬さから引張強さを見積もりたいときに使えます。
| HRC | HRA | HV | HBW | 炭素鋼の引張強さ (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 60.2 | 226 | 225 | 774 |
| 22 | 61.2 | 235 | 234 | 813 |
| 24 | 62.2 | 247 | 245 | 854 |
| 25 | 62.8 | 253 | 251 | 875 |
| 26 | 63.3 | 259 | 257 | 897 |
| 28 | 64.3 | 273 | 269 | 942 |
| 30 | 65.3 | 288 | 283 | 989 |
| 32 | 66.4 | 304 | 298 | 1039 |
| 34 | 67.4 | 321 | 314 | 1092 |
| 35 | 67.9 | 331 | 323 | 1119 |
| 36 | 68.4 | 340 | 332 | 1147 |
| 38 | 69.5 | 360 | 350 | 1207 |
| 40 | 70.5 | 381 | 370 | 1271 |
| 42 | 71.6 | 404 | 392 | 1340 |
| 44 | 72.6 | 428 | 415 | 1417 |
| 45 | 73.2 | 441 | 428 | 1459 |
| 45.5 | 73.4 | 448 | 435 | 1481 |
| 46 | 73.7 | 454 | 441 | 1503 |
| 46.5 | 73.9 | 461 | 448 | 1526 |
| 47 | 74.2 | 468 | 455 | 1550 |
| 47.5 | 74.5 | 475 | 463 | 1575 |
| 48 | 74.7 | 482 | 470 | 1600 |
| 48.5 | 75 | 489 | 478 | 1626 |
| 49 | 75.3 | 497 | 486 | 1653 |
| 49.5 | 75.5 | 504 | 494 | 1681 |
| 50 | 75.8 | 512 | 502 | 1710 |
| 50.5 | 76.1 | 520 | 510 | - |
| 51 | 76.3 | 527 | 518 | - |
| 51.5 | 76.6 | 535 | 527 | - |
| 52 | 76.9 | 544 | 535 | - |
| 52.5 | 77.1 | 552 | 544 | - |
| 53 | 77.4 | 561 | 552 | - |
| 53.5 | 77.7 | 569 | 561 | - |
| 54 | 77.9 | 578 | 569 | - |
| 54.5 | 78.2 | 587 | 577 | - |
| 55 | 78.5 | 596 | 585 | - |
| 55.5 | 78.7 | 606 | 593 | - |
| 56 | 79 | 615 | 601 | - |
| 56.5 | 79.3 | 625 | 608 | - |
| 57 | 79.5 | 635 | 616 | - |
| 57.5 | 79.8 | 645 | 622 | - |
| 58 | 80.1 | 655 | 628 | - |
| 58.5 | 80.3 | 666 | 634 | - |
| 59 | 80.6 | 676 | 639 | - |
| 59.5 | 80.9 | 687 | 643 | - |
| 60 | 81.2 | 698 | 647 | - |
| 60.5 | 81.4 | 710 | 650 | - |
| 61 | 81.7 | 721 | - | - |
| 61.5 | 82 | 733 | - | - |
| 62 | 82.2 | 745 | - | - |
| 62.5 | 82.5 | 757 | - | - |
| 63 | 82.8 | 770 | - | - |
| 63.5 | 83.1 | 782 | - | - |
| 64 | 83.3 | 795 | - | - |
| 64.5 | 83.6 | 809 | - | - |
| 65 | 83.9 | 822 | - | - |
GB/T 1172-1999 に基づき、炭素鋼と合金鋼の 20 から 65 HRC に適用されます。HBW は規格上およそ 60 HRC まで、引張強さは 50 HRC までしか表がなく、「-」はその範囲に規格値がないことを示します。硬さは尺度間で互換ではありません。換算はあくまで推定で、基準となるのは図面に指定された尺度です。
縦弾性係数、横弾性係数、ポアソン比
たわみの概算、圧入圧力、熱による寸法変化の検討に使えます。工場を流れる材料の幅広い範囲を収録し、 材料表では省かれがちな鋳鉄やポリマーも含みます。
| 材料 | E (GPa) | G (GPa) | ポアソン比 |
|---|---|---|---|
| Gray cast iron 灰铸铁 | 118 - 126 | 44.3 | 0.3 |
| Ductile iron 球墨铸铁 | 173 | - | 0.3 |
| Carbon and alloy steel 碳钢合金钢 | 206 | 79.4 | 0.3 |
| Rolled copper 轧制纯铜 | 108 | 39.2 | 0.31 - 0.34 |
| Cold-drawn copper 冷拔纯铜 | 127 | 48.0 | - |
| Rolled phosphor bronze 轧制磷青铜 | 113 | 41.2 | 0.32 - 0.35 |
| Cold-drawn brass 冷拔黄铜 | 89 - 97 | 34.3 - 36.3 | 0.32 - 0.42 |
| Rolled aluminum 轧制铝 | 68 | 25.5 - 26.5 | 0.32 - 0.36 |
| Cast aluminum bronze 铸铝青铜 | 103 | 41.1 | 0.3 |
| Hard aluminum alloy 硬铝合金 | 70 | 26.5 | 0.3 |
| Rolled zinc 轧制锌 | 82 | 31.4 | 0.27 |
| Lead 铅 | 16 | 6.8 | 0.42 |
| Glass 玻璃 | 55 | 1.96 | 0.25 |
| Acrylic 有机玻璃 | 2.35 - 29.42 | - | - |
| Rubber 橡胶 | 0.0078 | - | 0.47 |
| Phenolic laminate 夹布酚醛塑料 | 3.92 - 8.83 | - | - |
| Nylon 1010 尼龙 | 1.07 | - | - |
| Rigid PVC 硬聚氯乙烯 | 3.14 - 3.92 | - | 0.34 - 0.35 |
| PTFE 聚四氟乙烯 | 1.14 - 1.42 | - | - |
| HDPE 低压聚乙烯 | 0.54 - 0.75 | - | - |
KGL は材料をどう見積もるか
材料の選択は見積もりの 3 点を変えます。金属価格、加工時間、検査の手間です。
| 当社の対応 | 価格に効く理由 |
|---|---|
| 主要材料の素材を在庫で保有 | 6061、6082、7075、304、316L、303、17-4PH、真鍮、POM、PEEK、PTFE、ナイロンを丸棒と板材で在庫しているため、1 個の注文でも圧延メーカーの手配待ちになりません |
| 全納品に材料証明書を添付 | 圧延証明書で溶解番号まで追跡できるため、受入検査が寸法だけでなく化学成分にも依拠できます |
| 被削性が段取りを決める | 快削鋼は送りを上げられ検査も減ります。チタンとニッケル合金は専用工具、低速の切削、工具交換の増加が必要で、コストはそこに乗ります |
| 材料変更は必ず提示し、黙って変えない | 図面の材料が標準在庫の外にある場合は、記載どおりの材料で見積もり、代替案はトレードオフとあわせて提示します。選ぶのはお客様です |
| よくいただく質問 | 短い回答 |
|---|---|
| 6061 ではなく 7075 で加工できますか | 可能です。薄肉ではこちらの方が面性状が安定します。キロ単価と加工時間が増えることを見込んでください。図面をお送りいただければ両方を示します。 |
| 304 で足りますか、316L が必要ですか | 使用環境に塩化物や洗浄剤が触れる箇所があれば 316L を選んでください。価格差は腐食による損傷に比べれば小さいものです。 |
| 治具にはどの樹脂が向きますか | 汎用は POM、150 °C や半導体の薬液には PEEK か PPS、厳しいウェット薬液には PVDF です。 |
| チタンでもこの値を保証できますか | 保証します。保証範囲は公差ページに記載しています。チタンは切削中の動きが大きいため、仕上げ代と補正時間を価格に織り込んでいます。 |
図面と材料が噛み合っているか不安ですか？
材料の指定を入れて 2D と 3D のデータをお送りください。24時間以内に、材料、公差、表面処理が矛盾している箇所と、当社ならどう変えるかを明確にしたお見積もりを回答します。