不锈钢的密度是多少？不锈钢的类型和特性完整指南

1.0不锈钢的密度

1.1不锈钢密度简介

1.2304 和 316 不锈钢的密度

• 304不锈钢密度：≈ 7.93克/立方厘米 （7930 千克/立方米或 0.286 磅/立方英寸）
  304是最常用的奥氏体不锈钢，其密度略高于铁素体和马氏体牌号（如403），略低于316，低于铜，高于铝和碳钢。
• 316不锈钢密度：≈ 7.98克/立方厘米 （7980 千克/立方米或 0.288 磅/立方英寸）
  与 304 相比，316 不锈钢含有更高的 镍 和 钼，导致密度略高。

1.3不锈钢密度表

不锈钢型	密度（克/立方厘米）	密度（千克/立方米）	密度（磅/立方英寸）
201	7.93	7930	0.286
202	7.93	7930	0.286
301	7.93	7930	0.286
302	7.93	7930	0.286
303	7.93	7930	0.286
304	7.93	7930	0.286
304L	7.93	7930	0.286
304LN	7.93	7930	0.286
305	7.93	7930	0.286
321	7.93	7930	0.286
309S	7.98	7980	0.288
310S	7.98	7980	0.288
316	7.98	7980	0.288
316L	7.98	7980	0.288
316钛	7.98	7980	0.288
316LN	7.98	7980	0.288
317	7.98	7980	0.288
317L	7.98	7980	0.288
347	7.98	7980	0.288
904L	7.98	7980	0.288
2205	7.8	7800	0.282
S31803	7.8	7800	0.282
S32750	7.85	7850	0.284
403	7.75	7750	0.28
410	7.75	7750	0.28
410S	7.75	7750	0.28
416	7.75	7750	0.28
431	7.75	7750	0.28
440A	7.74	7740	0.28
440摄氏度	7.62	7620	0.275
420	7.73	7730	0.28
439	7.7	7700	0.278
430	7.7	7700	0.278
430华氏度	7.7	7700	0.278
434	7.74	7740	0.28
444	7.75	7750	0.28
405	7.72	7720	0.279

*这些密度是在标准温度和压力条件下给出的。

1.4最常见钢材的密度表  

钢材类型	年级	主要合金元素（除 Fe 和 C 外）	密度（克/立方厘米）	密度（千克/立方米）	密度（磅/立方英寸）
碳钢	低碳	–	7.85	7850	0.284
	中碳	–	7.85	7850	0.284
	高碳	–	7.85	7850	0.284
合金钢	4140	铬、钼	7.85	7850	0.284
	4340	铬、镍、钼	7.85	7850	0.284
	8620	铬、镍、钼	7.85	7850	0.284
不锈钢	304	铬 18%、镍 8%	7.93	7930	0.286
	316	Cr 16–18%、Ni 10–14%、Mo	7.98 – 8.00	7980 – 8000	0.288 – 0.289
	410	Cr 11.5–13.5%	7.75 – 7.80	7750 – 7800	0.280 – 0.282
	430	Cr 16–18%	7.70	7700	0.278
工具钢	D2	铬、钼、钒	7.85	7850	0.284
	H13	铬、钼、钒	7.80	7800	0.282
	M2	钼、钨、钒	8.00 – 8.30	8000 – 8300	0.289 – 0.300
高速钢	T1	钨、钼、钒	8.50	8500	0.307
	M42	钼、钴、钨、铬	8.30	8300	0.300
耐候钢	A242	铬、镍	7.85	7850	0.284
	A588	铬、镍	7.85	7850	0.284
结构钢	A36	–	7.85	7850	0.284
	A992	钒或铌	7.85	7850	0.284
马氏体时效钢	250	镍、钴、钼、钛	8.10	8100	0.293
	300	镍、钴、钼、钛	8.10	8100	0.293
双相不锈钢	2205	铬22%、镍5%、钼3%	7.80	7800	0.282
超级双相钢	2507	铬25%、镍7%、钼4%	7.80	7800	0.282
硅钢	谷物导向	硅~3%	7.65	7650	0.276
弹簧钢	5160	Cr ~0.7–0.9%	7.85	7850	0.284
	1095	–	7.85	7850	0.284
哈德菲尔德钢铁公司	–	锰~12%，硅	7.87	7870	0.285
易切削钢	12L14	铅、硫	7.85	7850	0.284
氮钢	–	北	7.85	7850	0.284
电工钢	无取向	Si 2–3.5%	7.65	7650	0.276
低温钢	9% 镍	镍9%	8.00	8000	0.289
HSLA钢	–	各种合金元素	7.85	7850	0.284
UHSS（超高强度）	–	与Nb、Ti等合金化。	7.85	7850	0.284
镀锌钢	–	镀锌层	7.85	7850	0.284
硼钢	–	B	7.85	7850	0.284
轨道钢	–	铬、锰	7.85	7850	0.284
螺纹钢	–	–	7.85	7850	0.284
IF钢	–	钛或铌	7.85	7850	0.284

1.5不锈钢密度换算：kg/m³、g/cm³、lbs/in³

单元	描述	换算公式
千克/立方米	千克每立方米	1 千克/立方米 = 0.001 克/立方厘米 = 1000 克/立方米 = 0.000036127 磅/立方英寸
克/立方厘米	克每立方厘米	1 克/立方厘米 = 1000 千克/立方米 = 0.036127 磅/立方英寸
磅/立方英寸	磅/立方英寸	1 磅/立方英寸 = 27,680 千克/立方米 = 27.68 克/立方厘米

2.0双相不锈钢及其独特的密度

密度： 大约 7.7–7.8 克/立方厘米，低于奥氏体不锈钢，因为 存在铁素体，其密度较低。

2.1概述

双相不锈钢结合 奥氏体和铁素体 大致相等的比例。这种双相结构提供了 高强度 和优秀 抗应力腐蚀开裂，使其成为要求苛刻的应用的理想选择。

2.2作品

常见成绩如 UNS S31803 和 S32205 包含：

• 21–23% 铬
• 4.5–6.5% 镍
• 2.5–3.5% 钼

这些元素提高了耐腐蚀性和强度重量比，适用于 化学, 石油和天然气， 和 海洋 环境。

2.3主要优点

• 产量翻倍 力量 标准不锈钢
• 允许 更薄的材料，降低成本和重量
• 好的 焊接性 和 热导率
• 较低的热膨胀，适用于高压和腐蚀性系统

3.0不锈钢类型之间的密度比较

奥氏体不锈钢：304 和 316 等不锈钢的密度约为 7.9 g/cm³。它们主要由铬和镍组成，无磁性，耐腐蚀性强，延展性极佳。较高的密度使其成为船舶、化工和其他高耐久性应用的理想选择。
铁素体不锈钢：430 和 409 等牌号的密度略低，通常为 7.7-7.8 克/立方厘米。由于铬含量较高，镍含量较低，因此具有磁性，且更耐应力腐蚀开裂，适用于汽车排气系统和对重量敏感的用途。
马氏体不锈钢：410 和 420 等等级的碳含量也在 7.7 至 7.8 g/cm³ 之间。这些钢含碳量较高，因此热处理后硬度较高。虽然耐腐蚀性较差，但它们为工具、刀片和高应力部件提供了出色的强度重量比。

4.0影响不锈钢密度的因素

不锈钢的密度不是一个固定值，它根据几个关键因素而变化：

4.1合金成分

密度很大程度上取决于合金元素的类型和比例：

• 铁（Fe）：基本元素，决定基线密度。
• 铬 （Cr）：~7,190 kg/m³；略微降低整体密度。
• 镍 (Ni)：~8,900 kg/m³；含量越高，密度也就越大。
• 钼 （钼）：~10,280 kg/m³；显著增加密度。
• 其他元素（例如碳、氮、锰、硅）影响较小，但对高性能等级来说可能至关重要。

4.2温度变化

随着温度升高，热膨胀会导致体积增加、密度降低。

• 平均而言，温度每升高 100°C，密度就会降低约 0.4%。
• 极高或极低的温度都会影响密度和材料性能。

4.3压力条件

• 高压压缩原子结构，增加密度。
• 低压（例如真空）会引起轻微膨胀，从而降低密度。

在高压或真空环境中应考虑这些影响。

4.4孔隙度

• 孔隙率是指材料内部的空隙或间隙。
• 孔隙率越高，有效金属体积就越小，从而降低密度。
• 流程如下 粉末 冶金 或者 烧结 可能会引入孔隙度。

4.5制造过程

• 参数如 炉温, 冷却速率, 合金化顺序， 和 热 治疗 会影响微观结构和最终密度。
• 优化的过程控制确保材料性能的一致和稳定。

5.0不锈钢密度如何影响性能

不锈钢的密度不仅反映了其原子结构的致密程度，而且影响各种物理和机械性能：

• 抗拉强度：高密度不锈钢由于其更致密的原子结构通常具有更大的抗拉强度，从而提高了抗拉断裂的能力。
• 硬度：密度更高的材料具有更紧密的原子排列，从而具有更高的硬度和更好的抗压痕、刮擦和变形的能力。
• 延展性：低密度不锈钢往往更具延展性，可以拉伸而不会断裂 - 非常适合需要显著变形的应用。
• 耐腐蚀：更致密的微观结构减少了腐蚀介质的渗透路径，增强了耐腐蚀性能，特别是在恶劣的环境中。
• 成形性：密度较低的钢具有较松散的原子排列，更容易弯曲、深拉和冲压，因此适合制造复杂或精密的部件。
• 可焊性：高密度不锈钢由于分子间作用力较大，通常需要更多能量才能熔化，因此焊接难度更大。低密度不锈钢通常更容易焊接。
• 可加工性：高密度钢材硬度更高、弹性更大，从而增加了切削阻力和刀具磨损。低密度钢材更易于加工，加工效率更高。
• 可持续性：密度较高的不锈钢通常具有更高的强度和耐用性，从而延长使用寿命，减少更换频率，提高资源效率。

6.0不锈钢密度在实际应用中的作用

• 重量计算：密度是计算材料重量的关键（重量=密度×体积），影响运输成本和结构载荷设计。
• 材料选择：不同的密度适合不同的需求——高密度钢适用于强度关键部件，低密度钢适用于轻量化设计。
• 强度评估：密度有助于估计机械强度和刚度，有助于建筑、机械和压力容器的材料选择。
• 耐腐蚀性评估：密度越高通常表示微观结构越紧密，从而可提高抵抗气体或液体腐蚀的能力。
• 热性能设计：密度影响热导率和热容量，这对热交换器和热系统很重要。
• 浮力与稳定性分析：在海洋结构或水箱等流体环境中，密度用于分析浮力和稳定性。
• 加工参数设置：不同的密度会影响制造过程中的切削力、刀具选择和冷却方法。
• 结构模拟与建模：准确的密度值在 FEA 或 CAD 中至关重要，以确保可靠的模拟结果。
• 回收与资源评估：密度有助于评估回收和生命周期分析中的材料价值和资源效率。

参考：

https://www.thyssenkrupp-materials.co.uk/density-of-stainless-steel