① 自行车车架,铬锰钢,铬钼钢,铝合金(碳纤和钛合金太贵了,不考虑),哪种材料耐用求各材料优缺点
自行车架大概要考虑三个因素:一是强度,二是轻量,三是美观。
铝合金是目前市场上使用最普遍的材质,优点在于重量轻、短时间的硬度和刚性表现最佳、塑形加工容易、不会生锈,要轻可以把管材抽得极薄,要强也可利用CNC模具切削做出夸张的外型和惊人的强度。缺点是几乎没有弹性可言、会累积金属疲劳,也由于其灵敏轻巧、高刚性的特性,因此很容易传达地面的振动,造成骑乘舒适性不佳。
钢材是使用在自行车上最久的车架材质,主要优点包括长时间骑乘的刚性佳、管材有弹性(吸震)、管材接合方式多且加工性佳、易焊接且不需要热处理,因此成本与价格相对较低。缺点则是重量过重,保养不当容易生锈,管材塑形较不易且有金属疲劳的问题。
铬钼钢 (Fe-Cr-Mo)
在自行车的100年历史当中,铁素材是刚性与重量方面都均衡的理想素材。铁制车架的最大特徵是可在各种成份,各种粗细厚薄的铁管中,任意选择所需要的铁管进行加快。因此可以选择最适合于的尺寸、刚性、骑感的车架,这对于数毫米的差异也敏感的老车手来说是很有好处的。它的最大的缺点是比起其他的素材重(过去)。但是最近的铁素材车架经过热处理,把薄的管道做成粗的管来使用,其重量不会输给轻的合金。
铬钼钢是铬、钼的合金。
●铬钼钢车架的优点
(1).加工性好
铬钼钢的车架是历史最久的车架,因此对它的研究时间也最长。现在能做到车架所需强度的极薄的管道。
(2).冲击的吸收性能好
骑感极好,如「像弹簧般的骑感」。构成车架的铬钼钢管道有优异的吸收冲击的性能。
(3).焊接容易
铬钼钢比起钛、铝焊接容易。可以设计成名种形状。另外,焊接后也不需要热处理,因此不需要大型的热处理设备,成本低。
(4).价格便宜
虽然有些高挡次的铬钼钢车架价格贵,但一般价格便宜。也可以说,用便宜的价格买到高挡次的车架。
●铬钼钢车架的缺点
(1).容易生锈
车架用的铬钼钢含有铬,但是添加量少(不锈钢含有12%的铬)的铁系合金。若没有施有表面处理的话,有伤口时容易生锈。但是一般都有进行防锈加工。自行车的场合,管道的肉压薄,生锈后的影响将会非常大。生锈→肉压减少→强度下降(应力集中)。
(2).金属的疲劳显著(应力集中引起的金属疲劳)
若使用肉薄的铬钼钢车架时需要注意!当然金属疲劳这个现象任何金属都会产生包括铝等在内。金属疲劳现象简单地说:金属虽然具有防止塑性变形的小小的力量,但是反复施加应力时,金属可能被破坏(被称为微细的应力集中)。飞机出事时,有时候也是某部分的金属疲劳引起。对自行车来说,由于金属疲劳的原故,可能出现强度不能保持。例如,进行DH时产生的冲击缩短了自行车的寿命。若感觉到踩踏时不那么顺利前进时很有可能是金属已发生疲劳。
焊接部位,如从管道侧(母体)到溶融的部位(溶接部),结晶的特性都会显著变化。为使这些组织均一化,本来应该再次结晶化(详细内容后述)。但是车架加工厂不一定有这种大型炉,另一方面,这种加工使已经冷却过的再次硬化,使得变增强的管道的强度降低。
由于存在上述原因,焊接时采用各种方法来加工。如利用低温焊接等方法制造车架。不管是任何优秀的焊接,,焊接部位(1000°C以上)和另管道侧(室温)之间的温度差,冷却时收缩而发生残留应力。该部位受到应力集中时,可能会产生裂缝。结果自行车骑的时间长时可能会引起金属疲劳,微观的硬化加工也使冲击的吸收性也变得差.
铝合金 (Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu))
很久以前就有用铝合金制作的车架。轻而价格低是它的优点。但是从「轻」来说,当前与铁素材比较相差并不大。老车手对它的反应是「虽轻但易弯曲」。虽然经过多次改进,但是始终克服不了杨氏弹性模量低的缺点。最近的铝合金车架,为了提高杨氏弹性模量,加大管道外径,使用扁平管,或者对铝管进行热处理等,制造出轻而有刚性的车架,这种最新的铝合金车架对车手来说,具有足够的轻量与刚性。
铝合金是纯铝中加入Mg,Zn,Si,Cu等金属的合金。铝本身具有轻量、可塑性好、耐腐蚀等优点,加入其他金属后显著提高了机械性能。自行车所使用的铝合金多数为6000系(Al-Mg-Si)和7000系(Al-Zn-Mg-Cu)两种,经过热处理(铝耐高温,在高温下能改变性质)可以制成名种各样的材料。
6000系被认为是耐腐蚀、强度好、焊接性也好的材料。下表表示使用最多的6061合金的机械强度。
7000系是铝合金中最强的材料。
●铝合金车架的优点
(1).可以制作重量轻的车架
铝的比重轻但不够硬,为了增强强度把它制成合金并施予热处理。[热处理技术]采用时效析出增强法,简单地说,在金属内形成一种妨碍金属变形的物质。在某种高温下进行热处理时,会引起时效析出,若没有经过这个程式的车架,也会引起常温时效。就是说把车架放置在房间内也会逐渐变强。
许多铝合金制车架用6061T6材料来制造。T6标志表示经过热处理、时效。若没有热处理的话强度只能达到1/2,或者1/5的程度。
有7075标志的自行车零件(如XTR曲柄等),严格来讲没有经过热处理。也就是说因没有时效,因此是常温时效。7075合金本来就必要进行热处理,通过热处理其强度可以增加5倍。
另外,7005合金也常用来制造车架,它的强度比不上7075,但是它在常温下也能够进行足够的时效的材料。这种材料也可用Padded加工制成薄料。但是材料本身的强度及杨氏弹性模量低,因此加粗管道直径来提高刚性。通常被称作铝制粗管道的是这种类型。
(2)长时间使用外观不怎么变化
铝本身是很容易受腐蚀的金属,在空气中几乎不存在没有被氧化的铝,放置在空气中马上被氧化而形成很薄的氧化膜。为什么不生锈呢?原因是该氧化膜达到一定的程度时防止继续生锈。该氧化膜几乎是无色因此外观上不容易发现变化(有时会发白)。
另一方面,骑这种材料制造的自行车时,骑的次数越多,应力发生的次数也高,强度也显著引起变化。近来为了谋求轻量,许多车架使用薄料来制作(薄的程度已达到极限)。这些都是使用没有疲劳极限的铝合金来制作车架,到底长时间使用后强度变化将是如何呢!Dedacciai公司制作的SC61-10A等是表面施有喷丸硬化加工(KET处理)的管道,这种加工的目的是延长疲劳的寿命。根据公开的资料,能提高140%。,KET处理是:疲劳破坏是在金属表面上所发生的裂缝为起因,因此用硬化加工技术来提高金属表面的硬度。
●铝合金车架的缺点
(1).铝是弹性率及刚性低的材料。因此采用粗的管道,或者改变形状如cross-over管、padded管等。
(2).需要进行热处理
必需进行热处理,否则强度不够。因此一般的规模不大的工厂无能力购买热处理设备。尤其是6000系的铝合金管,多数情况是管道厂家指定热处理条件。
铬锰钢是一种高强度的钢材,主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件,破坏形式以磨损消耗为主,部分断裂、变形。
性能作用
●高锰钢最重要的特点是在强烈的冲击、挤压条件下,表层迅速发生加工硬化现象,使其在心部仍保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能。这是其它材料所不及的。但高锰钢的耐磨性只是在具备足以形成加工硬化的条件下才表现出其优越性,其他情况下则很差。
●如果只是耐用还是选择铬钼钢车架
希望能帮到您
② 自行车碳纤维、钛合金、铝合金三种材质各有什么优点和缺点
碳纤维的重量轻,强度相对高,但是不能磕碰
钛合金的造价比较高,强度和重量和顶级铝架差不多
铝合金顶级铝架重量轻,强度也高,相对价格也低
③ 自行车碳纤维、钛合金、铝合金三种材质的自行车架在相同的尺寸下,哪个轻,哪个重
同样体积下,应该是碳纤维密度最小,也最轻;钛合金密度最大,也最重。但因为钛合金比铝合金物理性能好,所以体积可以更小,综合起来整体会更轻。
④ 钛合金VS铝合金
以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的。
铝合金的物理力学性能:易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。 钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。
钛合金具有强度高,密度小,机械性好,韧性和抗蚀性能好等特点。另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质,还有抗磨性差,生产工艺复杂等特点。
(4)铝合金和钛合金哪个自行车好扩展阅读:
钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。
⑤ 钛合金和碳纤维的自行车哪个好
碳纤维自行车 和钛合金自行车各有特点,具体到哪个好,这两种只能说是各有千秋,可以根据自己的需要进行选择。
从外观上看,那些没有任何涂装,车身散发着金属光泽的就是钛合金车架,而碳纤维车架的表面则覆盖着各种3D布,更具有现代感。
碳纤维材料用在自行车上市近些年的事情,它是碳元素经过编织加工后利用环氧树脂粘和加固的一种混合物。碳纤维自行车有如下一些特点,1. 重量很轻,碳纤维用在追求速度的公路自行车上是非常普遍的,现在甚至一些山地车也使用了碳纤维车架。
2. 对冲击力的吸收性能好,碳纤维可以有效的吸收震动,并且保持好刚性,所以它成为很好的竞赛级的材料。
3. 因为材料的因素,碳纤维可以制作各种形状的车架,这就可以利用空气动力学作成风阻极小的车架。
但是碳纤维自行车也有一些缺点,首先是与钢架车和钛合金车相比,碳纤维出现裂痕是无法修复的。一般来讲,碳纤维抗面的冲击相当好,而抗穿刺能力就很差了。就是说摔车不要紧,就怕摔车的过程中碰到一两块锋利的小石子,一旦出现裂痕那可不是拿去焊一下就能解决的。
由于钛的金属特性,钛合金车架从硬度上不如碳纤维车架,但是他的耐用性要超过碳纤维车架,所以如何 选择则两种车架要根据用途,如果是用于比赛或者重视自行车性能推荐使用碳纤维车架,如果是为了骑长途或者平时休闲,推荐是使用钛合金车架 ,因为钛合金的耐用性更强。
⑥ 关于自行车的材质问题:请问 碳纤维 铝合金 钛合金等材质
1、碳纤维,优点是轻量,可塑性好,也就是说可以有很随意的造型,这个可以更好的生产流线型的车架,尤其对公路车这点很受用,这也正是为什么高端的公路车几乎都是碳纤维的。还有就是单位面积的强度非常高。
缺点就是造价高,还有碳纤维最怕点受力,也就是一旦碳纤维车架整体上某个点破裂,整个车架就报废了,因为很容易从这个点开始发生整体的断裂。
2、铝合金,优点是轻量,硬朗,并且造价低,也易于加工成型,单位面积的强度也不错。
缺点是铝合金的弹性较差,过于硬朗,舒适度不好,而且一旦发生塑性形变容易断裂,也就是说不能反复的弯折,修复性较差。
现在中低端的车架用铝合金材质的较多。
3、钛合金,钛合金的优点是轻量、单位面积的强度大,耐腐蚀性好,强酸碱的环境对其都影响不大,非常适合野外的恶略环境使用,钛合金还有很好的弹性,不像铝合金那样死颠,也有很好的弹性,综合性能还是很高的。
缺点也很明显,一是造价太高,钛合金属于贵金属,产量小,价格很高。二是加工难度大,钛合金的金属特性决定了它加工难度很大,很难成型,所以钛合金的造型就远没有碳纤维和铝合金的丰富,有加工条件的厂商太少,导致售价居高不下。
⑦ 自行车哪种合金材料最轻也质地最好!
自行车合金材料最轻也质地最好的:
目前来说满足要求的是“碳素纤维”,它不是合金。最流行的还是铝合金,比较廉价如果必须是金属那么就是“钛合金”。
自行车,又称脚踏车或单车,通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后,以脚踩踏板为动力,是绿色环保的交通工具。英文bicycle。其中bi意指二,而cycle意指轮,即两轮车。在中国内地、台湾、新加坡,通常称其为“自行车”或“脚踏车”;在港澳则通常称其为“单车”(其实粤语通常都这么称呼);而在日本称为“自転(转)车”。自行车种类很多,有单人自行车,双人自行车还有多人自行车。
⑧ 钛合金与铝合金山地车车架那个好
铝和钛的比较:
钛:强度、硬度(注意,强度和硬度是两个概念)、韧度、弹性、抗拉伸、抗延伸、抗冲击、抗强力、屈服点、蠕变强度、娇变强度、抗张强度、细化晶粒排列、热处里温度、耐磨度、抗锈、抗腐蚀能力都远远比铝高出数十倍。铝:除了
可塑性
和
电阻(导电性)比钛强外,再无一可以和钛比较。
给你打个比方。如果说钛就是钢的话,那么铝就是泥巴。
⑨ 钛合金山地车架子与铝合金的比较有什么优缺点提前谢了
钛合金管材的强度、硬度、钢性等材料属性都高于铝合金,因此车架整体性能远高于铝合金的架子。
虽然相对比重,钛合金比铝合金要重,但钛合金管材由于上面三种属性更高,可以在保证车架性能不变的情况下,将管材壁厚抽的很薄,因此,重量上,也比铝合金车架有优势。
金属抗疲劳性,钛合金运高于铝合金。也就是说,在长时间骑行中,铝合金管材会产生疲劳性,使得管材变形。而钛合金车架,可以更长久的保持车架性能如一。
在骑行品质上,由于钛合金有很好的吸收效果,颠簸的路面上长久骑行,可以吸收更多的振动,让骑友的身体,尤其是双臂更加舒服一些。
耐腐蚀,也是钛合金车架远强于铝合金车架的特性之一。尤其是沿海地区,或长距离骑行。可以在车架保养上,让你省心很多。
钛合金最大的特性,还是要说它超长的使用寿命。几乎可以理解为永久使用,永不过时。这是任何其它车架材料所没有的。
当然,钛合金车架最大的缺点就是价格。从原材料管材,到加工工艺难度,以及手工程序太多,无法量产、报废率高等因素,使得性价比,远没有铝合金车架来的实惠。
现在一个钛合金的山地车架,入门级别的,基本要在4、5千块左右,公路钛架更贵一些。当然,进口的钛架就更贵了,都是万元以上的。
⑩ 山地自行车什么材质的好山地自行车的材质有哪些
1、山地自行车的材质采用钛合金好。钛合金具有非常好的弹性,这使得它在吸收骑行振动方面功不可没。用钛合金制作的车架具有非常良好的舒适性,而且钛是一种具有记忆性的金属,它在自己的形变范围内几乎具有无限的使用寿命,也就是说购买钛合金车架是一种一劳永逸的方法。
2、钢架(高碳钢)铝合金车架,钢架吸振性非常好。
3、碳纤维车架,碳架重量最轻,有很高的强度或很好的吸振性。
4、铝合金的操控性、加速性、爬坡性都不错。