: q( h( c7 z2 H" u' t' |% O作者: 機(jī)場(chǎng)人家 時(shí)間: 2011-4-11 14:08 鈧合金,鈧和鋁混和后,只要極小的百分比就可以獲得強(qiáng)度的極大提升,使得鋁的抗氧化能力直線上升,鈧鋁合金可以很容易的制造出1000克的公路車架和1200克的越野車架,但由于鈧是地球上排位在前十的稀有金屬,所以獲得和成本都極高,現(xiàn)在全球只有兩家車架廠可以生產(chǎn)鈧合金車架,其中一家在臺(tái)灣。 % w! u. i5 F: e- V8 `6 p " w7 y, C6 A8 {& |! I8 T, _鈹合金 . g5 \7 \0 }+ _ J, a比重(1.84)與鎂大致相同,遠(yuǎn)比鋁、鈦輕,而且在比重為 4以下的金屬中,具有超群的耐熱性。鈹鋁合金比金屬鈹便宜、加工性好,比鋁合金重量輕、彈性好的性質(zhì),是一種理想的材料~. o% @7 u _ F- ^; t$ c7 ~' d1 U. f( y
! w" y( ^0 r; |# I鎂鋁合金(傳說中的美女合金)6 E2 L' O) R5 n( T
用其壓鑄的零部件輕薄,具有表面光亮,質(zhì)量輕,強(qiáng)度重量比高,尺寸穩(wěn)定性, 吸震性好,散熱快,及易加工等特點(diǎn)。7 q$ P Z" H5 f) ~) A: s7 z k ; Q5 ^5 @4 e7 c; K% ^* F/ _3 E4 [/ f
6 m7 j7 A) [# k3 z+ L) |1 V作者: 機(jī)場(chǎng)人家 時(shí)間: 2011-4-11 14:17 本帖最后由 機(jī)場(chǎng)人家 于 2011-4-11 14:19 編輯 0 u1 c) e6 O4 U / m% G, A% i5 p3 P* `5 k9 _) l2 E鋁合金 * f* r+ G8 ?6 @" K以鋁為基礎(chǔ)的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。+ e L& K9 a" ]) e
鋁合金密度低,但比強(qiáng)度高,接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性,工業(yè)上廣泛使用,使用量?jī)H次于鋼。 / a( R; y. z; n7 ~' m' T9 e7 v鋁合金分兩大類:鑄造鋁合金,在鑄態(tài)下使用;變形鋁合金,能承受壓力加工,力學(xué)性能高于鑄態(tài)。可加工成各種形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用門窗等。 5 a$ F! l. u3 Z2 ~" V
鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過熱處理來提高機(jī)械性能,只能通過冷加工變形來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化,它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等??蔁崽幚韽?qiáng)化型鋁合金可以通過淬火和時(shí)效等熱處理手段來提高機(jī)械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。3 }5 Q8 g3 W8 ~2 f+ Q1 g- v
鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能,物理性能和抗腐蝕性能。7 j& G3 p! x7 u' v1 l
鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金和鋁鋅合金。& W# S! Q l; Y% Z! F4 L9 B3 R* k
8 J6 j) ]$ S9 Q# ~+ e不同牌號(hào)鋁合金的典型用途 4 Y( Q# L( n0 J. G5 e1050 食品、化學(xué)和釀造工業(yè)用擠壓盤管,各種軟管,煙花粉 + Q9 D8 f; A& Z( Z6 \& y1060 要求抗蝕性與成形性均高的場(chǎng)合,但對(duì)強(qiáng)度要求不高,化工設(shè)備是其典型用途 9 c$ C g9 r& d5 \2 K0 P
1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性但不要求有高強(qiáng)度的零件部件,例如化工產(chǎn)品、食品工業(yè)裝置與貯存容器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器皿、焊接零部件、熱交換器、印刷板、銘牌、反光器具 5 N. W0 W o/ b
1145 包裝及絕熱鋁箔,熱交換器 4 \+ Z" i4 B) F0 H9 m
1199 電解電容器箔,光學(xué)反光沉積膜 4 X z/ M6 V2 N8 `& @5 C1350 電線、導(dǎo)電絞線、匯流排、變壓器帶材 ) G* p0 I: }5 O& l) T: j* Z8 g! G- ?
2011 螺釘及要求有良好切削性能的機(jī)械加工產(chǎn)品 5 o* x) ^6 D7 I) W
2014 應(yīng)用于要求高強(qiáng)度與硬度(包括高溫)的場(chǎng)合。飛機(jī)重型、鍛件、厚板和擠壓材料,車輪與結(jié)構(gòu)元件,多級(jí)火箭第一級(jí)燃料槽與航天器零件,卡車構(gòu)架與懸掛系統(tǒng)零件 " s0 r/ b# y1 l
2017 是第一個(gè)獲得工業(yè)應(yīng)用的2XXX系合金,目前的應(yīng)用范圍較窄,主要為鉚釘、通用機(jī)械零件、結(jié)構(gòu)與運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)件,螺旋槳與配件 * L) p" W5 B2 x4 ~( O2024 飛機(jī)結(jié)構(gòu)、鉚釘、導(dǎo)彈構(gòu)件、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他種種結(jié)構(gòu)件 ! y& Q9 e5 B5 l/ H
2036 汽車車身鈑金件 % q( Y& `; n& J" T* w
2048 航空航天器結(jié)構(gòu)件與兵器結(jié)構(gòu)零件 ) P9 q/ D5 Q E7 _
2124 航空航天器結(jié)構(gòu)件 0 W3 q" [4 k5 I+ O% M7 l2218 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭,噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪和壓縮機(jī)環(huán) 8 f( O! \# f$ h& w- M) D2 `/ Y
2219 航天火箭焊接氧化劑槽,超音速飛機(jī)蒙皮與結(jié)構(gòu)零件,工作溫度為-270~300攝氏度。焊接性好,斷裂韌性高,T8狀態(tài)有很高的抗應(yīng)力腐蝕開裂能力 8 @" F, \/ B3 Y& h. l' Q ]" T5 P2319 焊拉2219合金的焊條和填充焊料 $ R# x2 ^+ m- V% D
2618 模鍛件與自由鍛件?;钊秃娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)零件 0 d; G+ ?' g% f2A01 工作溫度小于等于100攝氏度的結(jié)構(gòu)鉚釘 + q& ~: }, d; h0 f) i( @3 x
2A02 工作溫度200~300攝氏度的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的軸向壓氣機(jī)葉片 - g- F: j; \% U) ~8 x
2A06 工作溫度150~250攝氏度的飛機(jī)結(jié)構(gòu)及工作溫度125~250攝氏度的航空器結(jié)構(gòu)鉚釘 . q5 n7 H) I6 B7 N, d2A10 強(qiáng)度比2A01合金的高,用于制造工作溫度小于等于100攝氏度的航空器結(jié)構(gòu)鉚釘 . S! |# s: g0 O. Y* q
2A11 飛機(jī)的中等強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件、螺旋槳葉片、交通運(yùn)輸工具與建筑結(jié)構(gòu)件。航空器的中等強(qiáng)度的螺栓與鉚釘 . A1 g8 X# h% g: \2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、鉚釘?shù)?,建筑與交通運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)件 6 R! ?+ j8 V, D2A14 形狀復(fù)雜的自由鍛件與模鍛件 * Y5 G7 P4 x8 H* G2A16 工作溫度250~300攝氏度的航天航空器零件,在室溫及高溫下工作的焊接容器與氣密座艙 8 [; j0 A# e! v; Y2A17 工作溫度225~250攝氏底的航空器零件 % w9 A; [: p& j5 U2A50 形狀復(fù)雜的中等強(qiáng)度零件 ) k) L& w6 n x/ n5 f2A60 航空器發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)輪、導(dǎo)風(fēng)輪、風(fēng)扇、葉輪等 r! \0 B3 s8 l9 p
2A70 飛機(jī)蒙皮,航空器發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、導(dǎo)風(fēng)輪、輪盤等 : Q& \( W; e5 o: Y, J
2A80 航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片、葉輪、活塞、漲圈及其他工作溫度高的零件 ! e8 ]. {. I8 C# h1 I Y1 i# V; d. `; U2A90 航空發(fā)動(dòng)機(jī)活塞 / L- k( ]0 y/ g
3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蝕性可焊性好的零件部件,或既要求有這些性能又需要有比1XXX系合金強(qiáng)度高的工作,如廚具、食物和化工產(chǎn)品處理與貯存裝置,運(yùn)輸液體產(chǎn)品的槽、罐,以薄板加工的各種壓力容器與管道 $ V8 [; P/ Q2 x1 H |, l3004 全鋁易拉罐罐身,要求有比3003合金更高強(qiáng)度的零部件,化工產(chǎn)品生產(chǎn)與貯存裝置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各種燈具零部件 8 D4 Q, n- K- H: u/ m
3105 房間隔斷、檔板、活動(dòng)房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶蓋、瓶塞等 % S( T8 t( {! ~' E: d p# E
3A21 飛機(jī)油箱、油路導(dǎo)管、鉚釘線材等;建筑材料與食品等工業(yè)裝備等 $ r" h7 J2 a$ w$ B7 g4 p
5005 與3003合金相似,具有中等強(qiáng)度與良好的抗蝕性。用作導(dǎo)體、炊具、儀表板、殼與建筑裝飾件。陽(yáng)極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并與6063合金的色調(diào)協(xié)調(diào)一致 7 V$ s' U" D# F$ i; ?. H: B; J9 G5050 薄板可作為致冷機(jī)與冰箱的內(nèi)襯板,汽車氣管、油管與農(nóng)業(yè)灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等 0 F$ L7 ?/ n7 \8 Y8 v5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強(qiáng)度與中等的靜態(tài)強(qiáng)度,用于制造飛機(jī)油箱、油管,以及交通車輛、船舶的鈑金件,儀表、街燈支架與鉚釘、五金制品等 0 d% P9 ~5 w5 Z7 p6 D
5056 鎂合金與電纜護(hù)套鉚釘、拉鏈、釘子等;包鋁的線材廣泛用于加工農(nóng)業(yè)捕蟲器罩,以及需要有高抗蝕性的其他場(chǎng)合 & Q m S6 q; ?1 u5083 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場(chǎng)合,諸如艦艇、汽車和飛機(jī)板焊接件;需嚴(yán)格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鉆探設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、導(dǎo)彈元件、裝甲等 ; [& n; b2 @0 {6 H3 _; o- `; [
5086 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場(chǎng)合,例如艦艇、汽車、飛機(jī)、低溫設(shè)備、電視塔、鉆井裝置、運(yùn)輸設(shè)備、導(dǎo)彈零部件與甲板等 5 Y8 E+ {! Z$ ]) L& k5154 焊接結(jié)構(gòu)、貯槽、壓力容器、船舶結(jié)構(gòu)與海上設(shè)施、運(yùn)輸槽罐 8 {+ m$ Z% |! ~% g2 j7 e
5182 薄板用于加工易拉罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強(qiáng)件、托架等零部件 * p' |" \# Z+ G ^ {& W
5252 用于制造有較高強(qiáng)度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件。在陽(yáng)極氧化后具有光亮透明的氧化膜 ) Z% z+ a$ @" X- q: g- z% v/ z
5254 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品容器 9 P7 u: e$ W6 V' k5356 焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲 9 Z! o' Y/ e1 ]/ S0 k5 ^1 |
5454 焊接結(jié)構(gòu),壓力容器,海洋設(shè)施管道 4 B5 ]( K/ I$ Y; [& P/ s/ t5456 裝甲板、高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)、貯槽、壓力容器、船舶材料 " A2 O; I2 W" C! q5 W- \
5457 經(jīng)拋光與陽(yáng)極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件 5 }2 Z# s4 u# q" g7 C9 m' c
5652 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品貯存容器 w: j N u; J9 h5657 經(jīng)拋光與陽(yáng)極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下必須確保材料具有細(xì)的晶粒組織 / m" S: B9 ?( ?% O6 v. H8 n
5A02 飛機(jī)油箱與導(dǎo)管,焊絲,鉚釘,船舶結(jié)構(gòu)件 ; j6 }' l g! S/ E$ L+ j5A03 中等強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu),冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金 & x8 A$ ^) c! ]" T6 }& U5 }. a5A05 焊接結(jié)構(gòu)件,飛機(jī)蒙皮骨架 4 _3 P2 a" s. l$ _
5A06 焊接結(jié)構(gòu),冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機(jī)蒙皮骨部件 9 j3 E& m' Z6 f1 }8 k5 H5A12 焊接結(jié)構(gòu)件,防彈甲板 & e" Z' L! P3 I- T3 R/ Y6005 擠壓型材與管材,用于要求強(qiáng)高大于6063合金的結(jié)構(gòu)件,如梯子、電視天線等 / M! |7 A. S9 H1 G* t* Y
6009 汽車車身板 0 D1 ~/ j! ?# A. w; W# |
6010 薄板:汽車車身 & G% a% I2 g7 [+ E7 P- [* P/ w& m
6061 要求有一定強(qiáng)度、可焊性與抗蝕性高的各種工業(yè)結(jié)構(gòu)性,如制造卡車、塔式建筑、船舶、電車、家具、機(jī)械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材 0 e }& C9 m1 o. V
6063 建筑型材,灌溉管材以及供車輛、臺(tái)架、家具、欄柵等用的擠壓材料 ) y) [) Y5 _) Q. U% \* e9 B0 ]
6066 鍛件及焊接結(jié)構(gòu)擠壓材料 ! z, ~6 S5 R, B8 e# `
6070 重載焊接結(jié)構(gòu)與汽車工業(yè)用的擠壓材料與管材 ( p7 ?' d3 H1 Z; x6 d: y5 G
6101 公共汽車用高強(qiáng)度棒材、電導(dǎo)體與散熱器材等 ; f z4 ~$ M4 Y @, {0 o8 _6151 用于模鍛曲軸零件、機(jī)器零件與生產(chǎn)軋制環(huán),供既要求有良好的可鍛性能、高的強(qiáng)度,又要有良好抗蝕性之用 % `5 S( S9 L* e& j; f( ?! x4 e% B
6201 高強(qiáng)度導(dǎo)電棒材與線材 ; D% \2 q3 V/ j3 w6205 厚板、踏板與耐高沖擊的擠壓件 # |2 {* ~3 u* t7 h' d2 h+ s) T
6262 要求抗蝕性優(yōu)于2011和2017合金的有螺紋的高應(yīng)力零件 7 X, \; p, x9 M6351 車輛的擠壓結(jié)構(gòu)件,水、石油等的輸送管道 / r5 H8 i P0 ]8 x/ p4 ~* k
6463 建筑與各種器具型材,以及經(jīng)陽(yáng)極氧化處理后有明亮表面的汽車裝飾件 / O5 k# g" Y: y
6A02 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件,形狀復(fù)雜的鍛件與模鍛件 K* ~; G9 P) N# A5 O" ~, o) m
7005 擠壓材料,用于制造既要有高的強(qiáng)度又要有高的斷裂韌性的焊接結(jié)構(gòu),如交通運(yùn)輸車輛的桁架、桿件、容器;大型熱交換器,以及焊接后不能進(jìn)行固熔處理的部件;還可用于制造體育器材如網(wǎng)球拍與壘球棒 * j8 D; T3 Z& z# B9 ^! z
7039 冷凍容器、低溫器械與貯存箱,消防壓力器材,軍用器材、裝甲板、導(dǎo)彈裝置 ' T' {+ Q* n* c5 u
7049 用于鍛造靜態(tài)強(qiáng)度與7079-T6合金的相同而又要求有高的抗應(yīng)力腐蝕開裂勇力的零件,如飛機(jī)與導(dǎo)彈零件——起落架液壓缸和擠壓件。零件的疲勞性能大致與7075-T6合金的相等,而韌性稍高 6 a: `4 j! u+ e' g, m, H7050 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用中厚板、擠壓件、自由鍛件與模鍛件。制造這類零件對(duì)合金的要求是:抗剝落腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂能力、斷裂韌性與抗疲勞性能都高 7 p5 {+ U+ N& z9 M0 X+ n. _7072 空調(diào)器鋁箔與特薄帶材;2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材與管材的包覆層 1 M3 A: W/ g. B# k7075 用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)及期貨 他要求強(qiáng)度高、抗腐蝕性能強(qiáng)的高應(yīng)力結(jié)構(gòu)件、模具制造 ! D4 v8 B# I# r( @' {7175 用于鍛造航空器用的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)性。T736材料有良好的綜合性能,即強(qiáng)度、抗剝落腐蝕與抗應(yīng)力腐蝕開裂性能、斷裂韌性、疲勞強(qiáng)度都高 & x5 t) }& { c' [9 U
7178 供制造航空航天器的要求抗壓屈服強(qiáng)度高的零部件 9 r0 V- R. T$ W: ?9 K, O3 o
7475 機(jī)身用的包鋁的與未包鋁的板材,機(jī)翼骨架、桁條等。其他既要有高的強(qiáng)度又要有高的斷裂韌性的零部件 ' `9 ]) s2 D- b1 z$ u: e5 U, Z7A04 飛機(jī)蒙皮、螺釘、以及受力構(gòu)件如大梁桁條、隔框、翼肋、起落架等 # S* V) ~" N; V( \0 R* Q # N: U+ @1 [" _/ @0 x" L- q5 C 6 K: f0 f% _. e6 y 2 S8 K9 d0 { x1 K$ a$ K5 o. o . x* g- C; d8 Z4 A j6 k作者: 機(jī)場(chǎng)人家 時(shí)間: 2011-4-11 14:26 本帖最后由 機(jī)場(chǎng)人家 于 2011-4-11 18:19 編輯 8 H: m1 j5 Z% O8 V ?. Q! y: p2 S7 S$ X4 \! W 目前,可以制造自行車車架的材料主要有以下幾種:鋼,鋁合金,鈦合金,鎂合金,鈧合金,碳纖維等等,一般市場(chǎng)上出現(xiàn)的車架主要有鋼,鋁合金,鈦合金,碳纖維。鈧合金和鎂合金是最近的新興材料,比較少見。 0 w7 f5 A/ A3 y7 W3 ~4 L * C. A w( t- d# G要了解這些材料的特性,就有必要知道一些基本的概念和參數(shù)/ x" `- o! w/ J6 u2 x5 {7 _
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4 A5 y0 J, H7 o- F: }* S 1.強(qiáng)度(STRENGTH)。假設(shè)掛在金屬棒另一端的重量,重到足以使金屬棒產(chǎn)生永久的變形,也就是說,當(dāng)移開重物時(shí),金屬棒仍然呈現(xiàn)彎曲,無法完全回復(fù)原狀,即所謂的降伏(yield)。使材料達(dá)到降伏的力量因材料不同而不同,這就是所謂的強(qiáng)度。強(qiáng)度和車架的耐用度相關(guān)但和騎乘品質(zhì)無關(guān)。強(qiáng)度 (strength)由材料的降伏強(qiáng)度(yield strength)決定。降伏強(qiáng)度和車架管材的品質(zhì)、熱處理制程及合金成份(某些品牌型式)有相當(dāng)大的關(guān)系。7 r1 a8 H. f+ z9 o- z
) o8 V* i3 L* l$ ^( t 2. . [# S- ]9 n+ T剛性 (STIFFNESS) 假設(shè)一根金屬棒的一端固定在夾具上,另一端加上一定的重量使得這根金屬棒暫時(shí)彎曲,當(dāng)把那個(gè)重物移開時(shí),金屬棒立即回復(fù)原來的型狀。同樣的重量加諸于不同材料時(shí),會(huì)產(chǎn)生不同的彎曲程度,這就是剛性。剛性影響車架的騎乘品質(zhì),因?yàn)檐嚰茏钆略谡rT乘時(shí)發(fā)生變型。剛性決定于材料的彈性系數(shù),而相當(dāng)重要的是彈性系數(shù)和金屬的品質(zhì)及其合金的成份無關(guān)。舉例來說,所有種類的鋼,基本上具有相同的彈性系數(shù)。 ) |; W. H$ O; _$ K' ?* z a* Q" e; \) A 3.重量(WEIGHT)除了強(qiáng)度和剛性之外,重量也是一個(gè)議題。和剛性一樣,重量受到材料合金成份的影響相當(dāng)輕微。即便你的車架貼著"Lite Steel TM"(輕量化鋼材),事實(shí)上,所有的鋼材幾乎具有相等的重量。以下就是常見的幾種材料的一些特性 6 s- C b" M- B4 J9 i8 ]( e$ N" b3 h g
( V% ~$ `- e& q, I: y; k% w+ x 彈性系數(shù)(剛性) 強(qiáng)度 (降伏點(diǎn) ) 重量(千克/立方米) c1 j5 a5 j9 ~) e6 S9 O: W * U) p5 t# u6 s; ], t # ~$ U- [4 X4 O鋼材 * T8 [: z, T5 i W7 B 30 46---162 7800---8200 1 G) s% { t Z; p* {& ]
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' [, b" e- z8 O0 k6 z$ G 鋁合金 ( ~7 A# W( p2 K! a& a$ j: e% @ 10-11 11-59(4-22退火后) 2700—3200 8 D5 N ]6 _& k& E# r
9 H+ E2 A% ?( n Z3 h$ T. S! N7 G, P2 a- E7 ]* L5 s! c! } 鈦合金 $ r D9 n' J: ?3 T0 b1 v 15-16.5 40-120 4500—4700 9 P& r2 ~( E2 U* z5 ~# J$ n* L7 K' d2 C3 ~, E; g$ @3 I; j p 要注意,剛性和重量和材料的品質(zhì)、熱處理或合金成份無關(guān)。舉例來說,所有的車用鋼管,從大賣場(chǎng)的廉價(jià)單車到價(jià)值數(shù)千美元的單車都有相同的彈性系數(shù)30,以及490的重量。, k5 l9 |4 j$ I: v
$ r6 M: z* g/ `; x9 ?- { 由上表中我們可以看出,用這幾種材料做車架,在管材的形狀和厚度相同的情況下,鋁制車架的剛性只有鋼制車架的三分之一,鈦制車架也只有鋼制車架的二分之一的鋼性。也就是說,鋼的車架是最結(jié)實(shí)的。當(dāng)然實(shí)際情況下沒有人會(huì)這樣做車架,所以這個(gè)結(jié)論也就是不客觀的了。4 ~5 l K' k2 c
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關(guān)于鋁
鋁作為一種在運(yùn)動(dòng)自行車上使用最廣泛的材料,最大的優(yōu)點(diǎn)就是他的重量。鋁的剛性和強(qiáng)度都很低,但是鋁可以通過增加單位體積上的材料來彌補(bǔ)這一缺憾,而重量仍然不大。另外相對(duì)于其他的運(yùn)動(dòng)自行車的高級(jí)材料,鋁的價(jià)格很低。目前使用在高檔鋁架上的鋁材(6000系列、7000系列)都是運(yùn)用在航天方面的高級(jí)鋁材。和一般的普通鋁材相比,這些鋁材無論是在強(qiáng)度還是剛性上都有顯著的提高。而且廠家為了保證強(qiáng)度,都采取了使用較粗的管材、增大橫截面積的做法,所以大多數(shù)的鋁車架看起來都很粗獷。鋁長(zhǎng)時(shí)間使用外觀不怎么變化。鋁本身是很容易受腐蝕的金屬,在空氣中幾乎不存在沒有被氧化的鋁,放置在空氣中馬上被氧化而形成很薄的氧化膜。為什么不生銹呢?原因是該氧化膜達(dá)到一定的程度時(shí)防止繼續(xù)生銹,形成致密的氧化膜(三氧化二鋁)。該氧化膜幾乎是無色因此外觀上不容易發(fā)現(xiàn)變化(有時(shí)會(huì)發(fā)白) f. x; H9 h1 r, u; l1 O
* K( N: K( `( c/ w' U/ g5 R9 Q4 x& k. ^/ ]5 n 以上都是鋁的優(yōu)點(diǎn),但是這種材料也有兩個(gè)致命的缺點(diǎn)。 : i Z- H+ e/ ]4 T! G* }0 X8 ]% W+ ] # V& g9 J: |5 t, `# a$ B# C& o8 ^& u! f" I( E3 w 1. 鋁的金屬疲勞性很差,為了說明這一點(diǎn),我們看下面的幾幅圖。(圖欠奉)1 _9 z# S; m9 |* b \ f
, Z0 }6 J; t& I. p" h# \7 ]+ o5 v我們可以很明顯的看到,鋁的可樂罐很輕易的就被捏出了口子,而鋼的水果罐頭則安然無恙。鋁材做的自行車架的致命弱點(diǎn)就是騎這種材料制造的自行車時(shí),騎的次數(shù)越多,應(yīng)力發(fā)生的次數(shù)也高,強(qiáng)度也顯著引起變化。近來為了謀求輕量,許多車架使用薄料來制作(薄的程度已達(dá)到極限)。這些都是使用沒有疲勞極限的鋁合金來制作車架,這也就是為什么在專業(yè)的使用強(qiáng)度下一個(gè)鋁架只能支持2-3年的原因。 A, q# [/ a' N' `( Y* T% f3 h
/ Y5 _) F+ R# z+ f+ r( K) z 2. 鋁沒有彈性,無法吸收騎行的震動(dòng)。用鋁材制作的硬尾車架會(huì)把絕大多數(shù)的震動(dòng)直接傳遞到騎手的身體上。這就使鋁車架坐起來相當(dāng)?shù)念嶔?,乘騎的舒適感很差。 ; x6 G K6 H& D1 z) O% U7 j- Q" K7 h2 F( L 由于鋁的這兩個(gè)缺陷,使得它不適合做一般的硬尾車架。但是競(jìng)賽的XC越野車架大多數(shù)使用鋁合金,這是因?yàn)殇X的重量可以做到很輕,而通過熱處理和抽管技術(shù)也可以獲得很大的強(qiáng)度,這就使得鋁車架的競(jìng)賽性能很好(競(jìng)賽性能當(dāng)然不會(huì)考慮選手的舒適程度和產(chǎn)品的使用壽命了)。# o% f6 }& ?4 p0 P; \+ S& g% j
- {' O' l! D& ~; w# }2 }+ G/ u. E' e 而全減震車就沒有這些顧忌了。由于擁有完全獨(dú)立的減震結(jié)構(gòu)用于吸收震動(dòng),并加上更為厚實(shí)和柔軟的把膠和坐墊,鋁沒有彈性的缺點(diǎn)被完全的中和掉了。另外,鋁較輕的質(zhì)量使得它可以作成更大的截管面積,并在需要強(qiáng)度的地方進(jìn)行局部的補(bǔ)強(qiáng)。所以說,鋁是比較成熟而可靠的材料,并且在制作全減震車架的時(shí)候更有優(yōu)勢(shì)。 3 S' m5 S0 m3 y" n3 q! z# p9 [* V
7 z c+ r0 U9 w) L. Z8 t1. 加工性能好,鉻鉬鋼是歷史最悠久的自行車素材,對(duì)它的研究時(shí)間也最長(zhǎng),因此它的加工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的程度。% ^, i2 {; z; M7 f
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/ e: q; G+ v ?& V+ D6 W4 M 2. 強(qiáng)度大,從上文中我們可以看出相同體積下的鋼材的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁合金和鈦合金,因此合格的鋼架的強(qiáng)度都可以讓人放心。 7 ` t( z- K8 w0 I# ]( ~ 0 V6 j" |/ O2 L5 C# z ' f6 M& i4 h# G) q4 f! g6 J3. 乘騎感舒適,鋼是一種具有良好的彈性的金屬,用鋼制作的車架,可以吸收騎行過程中所帶來的震動(dòng)。因此鋼架不會(huì)向鋁架那樣讓人感覺不舒服,特別適合用來做旅行車架。 : H6 ~+ R0 o, ]; y2 V. K- B * x( H# u! d) O, |1 T7 D& E5 Z# b2 X# G 4. 鋼的金屬疲勞性要比鋁強(qiáng)的多(從上文中的實(shí)驗(yàn)我們就可以看出來了),所以在相同的使用條件下,鋼架的壽命也會(huì)比鋁架長(zhǎng)得多。1 n/ R- F% v. h' n
' C$ Y3 @2 ]; ]1 O0 J+ R, M當(dāng)然,鋼架也有其不可克服的缺點(diǎn):3 _& K+ z2 p r+ O8 m. R1 Y
/ E9 j( d* w* W1 } o- N0 e# q0 B# p/ D; C7 U9 ^ 1.重量,在極度追求器材輕量化的今天,鋼7。8/立方厘米的質(zhì)量讓所有人對(duì)他望而卻步。雖然可以使用輕量化的鋼材,并且用抽管技術(shù)把管壁抽得極薄,可是還是很難把鋼架的重量減到1600克以下。而很多鋁架的重量只有1400克左右。這也就是在競(jìng)賽級(jí)別的車架中很少看見鋼架的緣故。 ! t$ A, y& R- a4 Z" Z5 } . l2 E- O6 j! C! A: u0 |7 r/ _: ]4 M8 c9 k% D 2. 生銹,相對(duì)于其他的材料,鋼是比較容易生銹的。生銹會(huì)使鋼的強(qiáng)度大幅度的下降,減少使用壽命。所以必須采取種種手段來防止鋼材生銹。 ' n' E7 d# G8 v, x 8 G) D- }6 G U. r% _* l$ z所以如果不是追求競(jìng)賽級(jí)的重量,又考慮車架的耐用程度的話,鋼架無疑是很好的選擇。 4 S9 A: C3 p$ n6 N2 Z/ c6 W; B2 d. R' s [% V4 H C* \ 但是需要指出的是,目前國(guó)內(nèi)好的鋼架要比好的鋁架難找。首先好的綱架并不便宜,向雷諾853系列的高級(jí)鋼架要好幾千,而意大利colnago的鋼架則要上萬(wàn)。另外由于人們對(duì)鋁架的偏愛,使得鋼架難以銷售。隨著國(guó)內(nèi)的自行車巨人——中華自行車公司的倒閉,好的鋼架在國(guó)內(nèi)幾乎絕跡了,這真是一個(gè)遺憾??!關(guān)于鈦! f/ T( @' Q5 n0 N2 u5 R/ w3 Q 鈦是一種新興的金屬,這種新材料具有非常優(yōu)越的性能,是制作頂級(jí)車架的最好的材料之一。, M; C5 [% |8 c0 R+ s- P; f
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/ m7 K! N0 M5 a. h0 a8 c, A0 J; y# A* T3 o1. 鈦合金可以制作重量很輕強(qiáng)度又很大的車架,從上表中可以看出,鈦的強(qiáng)度和鋼差不多,但是重量也只有鋼的一半多一點(diǎn),因此同樣強(qiáng)度的鈦合金車架會(huì)比鋼車架輕很多。 $ y* b6 D% T) w W0 s. t5 v) r& R; V1 l! [- w: D
, f) H. Q& Y# d7 F5 K2.鈦合金具有非常好的彈性,這使得它在吸收騎行振動(dòng)方面功不可沒。用鈦合金制作的車架具有非常良好的舒適性,而且鈦是一種具有記憶性的金屬,它在自己的形變范圍內(nèi)幾乎具有無限的使用壽命,也就是說購(gòu)買鈦合金車架是一種一勞永逸的方法。(笑)一般來說,在專業(yè)的使用條件下,鋁合金車架的使用壽命是2年,鋼車架是8年,而鈦車架則可以達(dá)到20年左右。* @* \2 g8 I s! |) z* W' S B
$ x9 J) A: n x7 P% W, M. H/ \ 8 E6 \6 @( s& f$ Y3 i3. 在正常的條件下,鈦幾乎不會(huì)發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象。- O6 s- z- F# ?/ X
% i7 g) N2 y8 |% E: D 有其利就回有其弊,鈦合金也有其不可避免的缺點(diǎn),目前來說最頭痛的就是一個(gè)字:貴??! $ { r% D# @2 T4 m 1 s4 Z& ?. z. }; f, I6 S% d; J& ~按照金屬的含量來說,鈦其實(shí)并不是稀有金屬。可是自然狀態(tài)的鈦元素一般以二氧化鈦的形式存在著,提煉加工過程復(fù)雜,技術(shù)要求高,并花時(shí)間因此成本高。再有溶接加工極為困難,因?yàn)殁伜脱醯挠H和力極強(qiáng),和空氣接觸后馬上變成二氧化鈦,而二氧化鈦硬而脆,該部分的強(qiáng)度會(huì)不斷下降。必須用惰性氣體小心焊接。通常所說的Tig焊接是:(Tig:鎢、惰性氣體的略語(yǔ))用鎢電極及氬氣體進(jìn)行弧焊接。鈦的焊接必需隔絕空氣下進(jìn)行。由于以上原因鈦車架價(jià)格很貴。一般國(guó)產(chǎn)的航輪和寶鈦的3/2。5的鈦合金車架的價(jià)格大概在數(shù)千元,而如果象AIRBONE或者LITESPEED的鈦架的價(jià)格甚至上萬(wàn)。但是如果考慮到鈦架的使用壽命,這個(gè)價(jià)格也就不會(huì)感到那么離譜了。) k- W* o' l; _! d+ y1 z6 a- x1 p
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