在材料科学、无损检测（NDT）、地球物理学以及声学工程等领域，声速是一个基础且至关重要的物理参数。它不仅揭示了材料的弹性模量和密度等内在属性，更是超声波探伤、声学成像和振动分析等技术得以实现的数据基石。声波在不同介质中以不同的速度和模式传播，其中，纵波、横波和瑞利波是固体材料研究中最常涉及的三种波形。
准确掌握特定材料的声速，是进行缺陷精确定位、材料性能评估和仿真模型建立的前提。然而，材料的声速并非一个孤立的恒定值，它会受到成分、微观结构、加工工艺（如退火、淬火、冷拉）、温度以及内部应力状态的显著影响。例如，同为钢材，不同的热处理状态会导致其声速发生可测量的变化。
本文系统性地整理了涵盖金属、陶瓷、聚合物、液体及气体等多种常见材料的声速参考数据，旨在为相关领域的工程师与科研人员提供一份便捷、可靠的案头资料。
以下数据表对原始资料进行了梳理、归类和单位标准化，以提供更清晰的参考。
注意：
金属材料因其优良的综合性能，在工业中应用最为广泛。其声速主要由弹性模量和密度决定，合金成分和热处理状态是重要的影响因素。
| 序号 | 材料 | 密度 (10³ kg/m³) | 纵波声速 (km/s) | 横波声速 (km/s) | 瑞利波声速 (km/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 铝 (Al) | 2.70 | 6.37 | 3.11 | 2.91 |
| 2 | Al 1100 | 2.71 | 6.31 | 3.08 | 2.90 |
| 3 | Al 2014 | 2.80 | 6.37 | 3.07 | — |
| 4 | Al 2024 - T4 | 2.77 | 6.37 | 3.16 | 2.95 |
| 5 | Al 2117 - T4 | 2.80 | 6.50 | 3.12 | 2.79 |
| 6 | Al 6061 - T6 | 2.70 | 6.31 | 3.14 | — |
| 7 | 巴氏合金 (铅基) | 10.1 | 2.30 | — | — |
| 8 | 巴氏合金 (锡基) | 7.43 | 3.34 | — | — |
| 9 | 铍 (Be) | 1.82 | 12.89 | 8.88 | 7.87 |
| 10 | 铋 (Bi) | 9.80 | 2.18 | 1.10 | — |
| 11 | 黄铜 (α) | 8.45 | 4.28 | 2.02 | — |
| 12 | 黄铜 (70%Cu-30%Zn) | 8.50 | 4.37 | 2.10 | — |
| 13 | 黄铜 (海军) | 8.42 | 4.43 | 2.12 | 1.95 |
| 14 | 黄铜 (弹壳) | 8.53 | 3.83 | 2.05 | 1.86 |
| 15 | 青铜 (磷5%) | 8.86 | 3.53 | 2.23 | 2.01 |
| 16 | 镉 (Cd) | 8.64 | 2.78 | 1.50 | — |
| 17 | 铯 (Cs, 28.5°C) | 1.88 | 0.967 | — | — |
| 18 | 铈 (Ce) | 6.77 | 24.24 | 1.415 | — |
| 19 | 铬 (Cr) | 7.2 | 6.608 | 4.005 | 3.678 |
| 20 | 钴 (Co) | 8.9 | 5.88 | 3.10 | — |
| 21 | 铌 (Nb) | 8.57 | 4.92 | 2.10 | — |
| 22 | 铌 (10%W, 10%Ta) | — | 5.13 | 1.90 | — |
| 23 | 康铜 | 8.88 | 5.177 | 2.625 | 2.445 |
| 24 | 铜 (Cu) | 8.93 | 4.759 | 2.325 | 2.171 |
| 25 | 铜 110 | 8.9 | 4.70 | 2.26 | 1.93 |
| 26 | 镝 (Dy) | 8.53 | 2.926 | 1.733 | — |
| 27 | 铒 (Er) | 9.06 | 2.064 | 1.807 | — |
| 28 | 铕 (Eu) | 5.17 | 1.931 | 1.237 | — |
| 29 | 钆 (Gd) | 7.89 | 2.927 | 1.677 | — |
| 30 | 镓 (Ga, 29.5°C) | 5.95 | 2.74 | — | — |
| 31 | 锗 (Ge) | 5.47 | 5.41 | 3.10 | — |
| 32 | 金 (Au) | 19.32 | 3.24 | 1.20 | — |
| 33 | 铪 (Hf) | 13.3 | 3.84 | — | — |
| 34 | Hastelloy X | 8.23 | 5.79 | 2.74 | — |
| 35 | Hastelloy C | 8.94 | 5.84 | 2.90 | — |
| 36 | 钬 (Ho) | 8.80 | 3.089 | 1.729 | — |
| 37 | 铟 (In) | 7.30 | 2.56 | 0.74 | — |
| 38 | 铟 (In, 156°C) | 7.30 | 2.22 | — | — |
| 39 | 因瓦合金 (Invar) | — | 4.657 | 2.658 | 2.447 |
| 40 | 铁 (Fe) | 7.7 | 5.90 | 3.23 | 2.79 |
| 41 | 镧 (La) | 6.16 | 2.362 | 1.486 | — |
| 42 | 铅 (Pb, 纯) | 11.34 | 2.160 | 0.700 | 0.64 |
| 43 | 铅 (硬, 6%Sb) | 10.88 | 2.16 | 0.81 | 0.74 |
| 44 | 锂 (Li) | 0.534 | 3.00 | — | — |
| 45 | 镥 (Lu) | 9.85 | 2.765 | 1.574 | — |
| 46 | 镁 (Mg) | 1.74 | 5.823 | 3.163 | 2.930 |
| 47 | 镁 (AM35) | 1.74 | 5.79 | 3.10 | 2.87 |
| 48 | 镁 (FS-1) | 1.69 | 5.47 | 3.03 | — |
| 49 | 镁 (J-1) | 1.70 | 5.67 | 3.01 | — |
| 50 | 镁 (MIA) | 1.76 | 5.74 | 3.10 | 2.87 |
| 51 | 锰 (Mn) | 7.39 | 4.66 | 2.35 | — |
| 52 | 锰铜合金 | 8.40 | 4.66 | 2.35 | — |
| 53 | 汞 (Hg) | 13.596 | 1.451 | — | — |
| 54 | 钼 (Mo) | 10.2 | 6.25 | 3.35 | 3.11 |
| 55 | 镍 (Ni, 纯) | 8.88 | 5.63 | 2.96 | 2.64 |
| 56 | 因康镍合金 (Inconel) | 8.5 | 5.82 | 3.02 | 2.79 |
| 57 | 因康镍合金 (X-750) | 8.3 | 5.94 | 3.12 | — |
| 58 | 因康镍合金 (变形) | 8.25 | 7.82 | 3.02 | — |
| 59 | 蒙乃尔合金 (Monel) | 8.83 | 5.35 | 2.72 | 2.46 |
| 60 | 蒙乃尔合金 (变形) | 8.83 | 6.02 | 2.72 | — |
| 61 | 德银 (镍白铜) | 8.40 | 4.76 | 2.16 | — |
| 62 | 钕 (Nd) | 7.01 | 2.751 | 1.502 | — |
| 63 | 钯 (Pd) | 12.00 | 3.00 | — | — |
| 64 | 铂 (Pt) | 21.4 | 3.96 | 1.67 | — |
| 65 | 钾 (K) | 0.862 | 2.47 | 1.22 | — |
| 66 | 镨 (Pr) | 6.75 | 2.639 | 1.437 | — |
| 67 | 铷 (Rb) | 1.53 | 1.26 | — | — |
| 68 | 钐 (Sm) | 7.48 | 2.875 | 1.618 | — |
| 69 | 银 (Ag) | 10.5 | 3.60 | 1.59 | — |
| 70 | 镍银 (18Ni-5Zn-77Cu) | 8.75 | 4.62 | 2.32 | 1.69 |
| 71 | 钠 (Na) | 0.97 | 3.03 | 1.70 | — |
| 72 | 钢 1020 | 7.71 | 5.89 | 3.24 | — |
| 73 | 钢 1095 | 7.80 | 5.90 | 3.19 | — |
| 74 | 钢 4150, Rcl4 | 7.84 | 5.86 | 2.79 | — |
| 75 | 钢 4150, Rcl8 | 7.82 | 5.88 | 3.18 | — |
| 76 | 钢 4150, Rc43 | 7.81 | 5.87 | 3.20 | — |
| 77 | 钢 4150, Rc64 | 7.80 | 5.83 | 2.77 | — |
| 78 | 钢 4340 | 7.80 | 5.85 | 3.24 | 2.89 |
| 79 | 碳钢 (退火) | 7.85 | 5.94 | 3.24 | 3.0 |
| 80 | 钢 52100 (退火) | 7.83 | 5.99 | 3.27 | — |
| 81 | 钢 52100 (淬硬) | 7.8 | 5.89 | 3.20 | — |
| 82 | D6工具钢 (退火) | 7.7 | 6.14 | 3.31 | — |
| 83 | D6工具钢 (淬硬) | 7.7 | 6.01 | 3.22 | — |
| 84 | 不锈钢 302 | 7.9 | 5.66 | 3.12 | 2.78 |
| 85 | 不锈钢 304L | 7.9 | 5.64 | 3.07 | — |
| 86 | 不锈钢 347 | 7.91 | 5.74 | 3.10 | 2.8 |
| 87 | 不锈钢 410 | 7.67 | 5.39 | 2.99 | 2.16 |
| 88 | 不锈钢 430 | 7.7 | 6.01 | 3.36 | — |
| 89 | 钽 (Ta) | 16.6 | 4.10 | 2.90 | — |
| 90 | 铽 (Tb) | 8.27 | 2.939 | 1.666 | — |
| 91 | 铊 (Tl, 30.2°C) | 11.9 | 1.62 | — | — |
| 92 | 钍 (Th) | 11.3 | 2.94 | 1.56 | — |
| 93 | 铥 (Tu) | 9.29 | 3.009 | 1.809 | — |
| 94 | 锡 (Sn) | 7.29 | 3.32 | 1.67 | — |
| 95 | 钛 (Ti) | 4.50 | 6.07 | 3.11 | 2.79 |
| 96 | 钛合金 (6Al-4V) | 4.50 | 6.18 | 3.29 | — |
| 97 | 钨 (W) | 19.25 | 5.18 | 2.87 | 2.65 |
| 98 | 钨 (退火) | 19.25 | 5.221 | 2.887 | 2.668 |
| 99 | 钨 (冷拉) | — | 5.410 | 2.640 | — |
| 100 | 铀 (U) | 18.7 | 3.37 | 1.98 | 1.78 |
| 101 | 钒 (V) | 6.03 | 6.023 | 2.774 | 2.600 |
| 102 | 镱 (Yb) | 6.99 | 1.946 | 1.193 | — |
| 103 | 钇 (Y) | 4.34 | 4.10 | 2.38 | — |
| 104 | 锌 (Zn) | 7.10 | 4.187 | 2.421 | 2.225 |
| 105 | 锆 (Zr) | 6.48 | 4.65 | 2.25 | — |
这类材料通常具有高硬度、高弹性模量的特点，因此声速普遍较高，特别是碳化硅、氮化铝、氧化铝等先进陶瓷。
| 序号 | 材料 | 密度 (10³ kg/m³) | 纵波声速 (km/s) | 横波声速 (km/s) | 瑞利波声速 (km/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | α-碳化硅 | 3.19 | 12.20 | 7.90 | — |
| 2 | α-碳化硅 | 3.10 | 11.80 | 7.90 | — |
| 3 | α-碳化硅 | 3.00 | 11.40 | 7.20 | — |
| 4 | α-碳化硅 | 2.90 | 11.00 | 6.90 | — |
| 5 | 磷酸二氢铵 (ADP), X切 | — | 6.25 | — | — |
| 6 | 磷酸二氢铵 (ADP), Y切 | — | 6.25 | — | — |
| 7 | 磷酸二氢铵 (ADP), Z切 | — | 4.30 | — | — |
| 8 | 氮化铝 | 3.29 | 10.50 | 6.28 | — |
| 9 | 氧化铝 | 3.98 | 10.84 | 6.36 | — |
| 10 | 氧化铝 (烧结) | 3.66 | 9.90 | 5.90 | — |
| 11 | 硝酸钡 | 3.24 | 4.12 | 2.28 | — |
| 12 | 钛酸钡 | 5.5 | 5.65 | 3.03 | — |
| 13 | 氧化钴 | 6.39 | 6.56 | 3.32 | — |
| 14 | 混凝土 | 2.60 | 4.25～5.25 | — | — |
| 15 | 普通冕玻璃 | 2.50 | 5.66 | 3.42 | 3.20 |
| 16 | 燧石玻璃 | 3.60 | 4.26 | 2.56 | — |
| 17 | 铅玻璃 | 4.6 | 3.76 | 2.22 | — |
| 18 | 板玻璃 | 2.51 | 5.77 | 3.43 | 3.14 |
| 19 | 硼硅酸玻璃 | 2.23 | 5.57 | 3.44 | 3.13 |
| 20 | 石英玻璃 | 2.60 | 5.57 | 3.51 | — |
| 21 | 花岗石 | 2.75 | 3.95 | — | — |
| 22 | 冰 (-16°C) | 0.94 | 3.83 | 1.92 | — |
| 23 | 锑化铟 | — | 3.59 | 1.91 | — |
| 24 | 硝酸铅 | 4.53 | 3.28 | 1.47 | — |
| 25 | 氟化锂 | 2.64 | 6.56 | 3.84 | — |
| 26 | 氧化镁 (MgO) | 3.58 | 9.32 | 5.76 | — |
| 27 | 氧化锰 (MnO) | 5.37 | 6.68 | 3.59 | — |
| 28 | 氧化镍 (NiO) | 6.79 | 6.60 | 3.68 | — |
| 29 | 大理石 | 2.65 | 6.15 | 3.26 | — |
| 30 | 瓷 | 2.41 | 5.34 | 3.12 | — |
| 31 | 石英 (天然) | 2.65 | 5.73 | — | — |
| 32 | 石英 (熔凝) | 2.20 | 5.98 | 3.52 | — |
| 33 | 石英 (多晶) | 2.65 | 5.75 | 3.72 | — |
| 34 | 岩盐 | 2.17 | 4.60 | 2.71 | — |
| 35 | 金红石 (TiO₂), Z轴 | 4.26 | 7.90 | — | — |
| 36 | 蓝宝石, Z轴 | 3.97 | 11.20 | 6.10 | — |
| 37 | 硅 (Si) | 2.33 | 9.30 | 6.00 | 5.41 |
| 38 | 硫 (S, 115°C) | 1.803 | 1.35 | — | — |
| 39 | 氮化硅 | 3.20 | 10.80 | 6.00 | — |
| 40 | 碳化钛 | 5.15 | 8.27 | 5.16 | — |
| 41 | 二硼化钛 | 4.62 | 12.60 | 7.00 | — |
| 42 | 电气石, Z切 | 3.10 | 7.54 | — | — |
| 43 | 碳化钨 | 10~15 | 6.66 | 3.98 | — |
| 44 | 钇铁石榴石 | 5.17 | 7.29 | 4.41 | — |
| 45 | 硫化锌 | 4.02 | 5.17 | 2.42 | — |
| 46 | 氧化锌 | 5.61 | 6.00 | 2.84 | — |
| 47 | 氧化锆 (烧结) | 5.70 | 7.02 | 3.66 | — |
| 48 | 氧化锆 (热时效) | 5.60 | 7.10 | 3.80 | — |
聚合物（塑料、橡胶）的声速通常远低于金属和陶瓷，且声衰减较大，这是其分子链结构和较低模量的直接体现。
| 序号 | 材料 | 密度 (10³ kg/m³) | 纵波声速 (km/s) | 横波声速 (km/s) | 瑞利波声速 (km/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 丙烯酸树脂 | 1.18 | 2.67 | 1.12 | — |
| 2 | 酚醛树脂 | 1.40 | 2.59 | — | — |
| 3 | 夹布酚醛树脂 | — | 2.71 | — | — |
| 4 | 异丁橡胶 | 1.13 | 1.99 | — | — |
| 5 | 异丁橡胶/碳 (100/40) | — | 1.6 | — | — |
| 6 | 醋酸纤维素 | 1.30 | 2.45 | — | — |
| 7 | 软木 | 0.2 | 0.5 | — | — |
| 8 | 层状酚塑料 (亚麻基) | — | 3.00 | — | — |
| 9 | 氯丁橡胶 | 1.42 | 1.73 | — | — |
| 10 | 氯丁橡胶/铁 (100/60) | — | 1.69 | — | — |
| 11 | 尼龙 | — | 2.68 | — | — |
| 12 | 石蜡 | 0.83 | 2.20 | — | — |
| 13 | 有机玻璃 | 1.29 | 2.70 | 1.33 | 1.24 |
| 14 | 酚醛聚合物 | 1.34 | 1.42 | — | — |
| 15 | 聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) | 1.191 | 2.69 | 1.26 | 1.13 |
| 16 | 聚丙烯 (PP) | 0.913 | 2.65 | 1.30 | — |
| 17 | 聚苯乙烯 (PS) | 1.052 | 2.40 | 1.15 | — |
| 18 | 聚苯乙烯 (M.W. 40000) | — | 1.50 | — | — |
| 19 | 聚四氟乙烯 (PTFE) | 2.177 | 1.38 | 0.55 | — |
| 20 | 软橡胶 | 0.90 | 1.48 | — | — |
液体和气体作为流体介质，无法承受剪切力，因此只能传播纵波。其声速对温度和压力非常敏感。
| 序号 | 材料 | 密度 (10³ kg/m³) | 纵波声速 (km/s) | 横波声速 (km/s) | 瑞利波声速 (km/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 空气 (0°C) | 0.00129 | 0.331 | — | — |
| 2 | 空气 (20°C) | 0.00121 | 0.343 | — | — |
| 3 | 水 (蒸馏, 20°C) | 1.00 | 1.48 | — | — |
| 4 | 变压器油 | 0.92 | 1.39 | — | — |
| 5 | 甘油 (100%) | 1.27 | 1.88 | — | — |
| 6 | 润滑油 | 0.92 | 1.39 | — | — |
| 7 | 水玻璃 (100%) | 1.7 | 2.35 | — | — |
| 8 | 水玻璃 (75%) | 1.2 | 1.88 | — | — |
| 9 | 水玻璃 (50%) | 1.13 | 1.70 | — | — |
浏览这些数据，可以发现一些有趣的规律。例如，铍 (Be) 作为一种轻质高刚性金属，其纵波声速高达12.89 km/s，远超常见的钢和铝。同样，α-碳化硅的声速也达到了惊人的12.20 km/s。这背后反映的是材料声速与杨氏模量 E 和密度 ρ 的关系（$v_L /approx /sqrt{E//rho}$）。高模量和低密度的组合，造就了极高的声速。
这些数据在实际工作中是不可或缺的。在超声波无损检测中，输入的声速值直接决定了缺陷深度（渡越时间法）和尺寸（衍射时差法）的计算准确性。材料批次、服役环境或内部损伤累积都可能引起声速的细微变化。因此，对于高要求的应用，仅仅依赖手册值是不够的，必须对实际工件进行现场标定或取样测试。这正是专业检测实验室的核心价值所在，通过精确测量，为结构健康监测和质量控制提供可靠的数据支持。如果您在实际工作中也面临类似的材料声学特性检测挑战，我们非常乐意与您一同探讨解决方案。
精工博研测试技术（河南）有限公司（原郑州三磨所国家磨料磨具质量检验检测中心），央企，国字头检测机构，专业的权威第三方检测机构，专业检测材料声学性能、弹性模量等，可靠准确。欢迎沟通交流，电话19939716636
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