① 自行車車架,鉻錳鋼,鉻鉬鋼,鋁合金(碳纖和鈦合金太貴了,不考慮),哪種材料耐用求各材料優缺點
自行車架大概要考慮三個因素:一是強度,二是輕量,三是美觀。
鋁合金是目前市場上使用最普遍的材質,優點在於重量輕、短時間的硬度和剛性表現最佳、塑形加工容易、不會生銹,要輕可以把管材抽得極薄,要強也可利用CNC模具切削做出誇張的外型和驚人的強度。缺點是幾乎沒有彈性可言、會累積金屬疲勞,也由於其靈敏輕巧、高剛性的特性,因此很容易傳達地面的振動,造成騎乘舒適性不佳。
鋼材是使用在自行車上最久的車架材質,主要優點包括長時間騎乘的剛性佳、管材有彈性(吸震)、管材接合方式多且加工性佳、易焊接且不需要熱處理,因此成本與價格相對較低。缺點則是重量過重,保養不當容易生銹,管材塑形較不易且有金屬疲勞的問題。
鉻鉬鋼 (Fe-Cr-Mo)
在自行車的100年歷史當中,鐵素材是剛性與重量方面都均衡的理想素材。鐵制車架的最大特徵是可在各種成份,各種粗細厚薄的鐵管中,任意選擇所需要的鐵管進行加快。因此可以選擇最適合於的尺寸、剛性、騎感的車架,這對於數毫米的差異也敏感的老車手來說是很有好處的。它的最大的缺點是比起其他的素材重(過去)。但是最近的鐵素材車架經過熱處理,把薄的管道做成粗的管來使用,其重量不會輸給輕的合金。
鉻鉬鋼是鉻、鉬的合金。
●鉻鉬鋼車架的優點
(1).加工性好
鉻鉬鋼的車架是歷史最久的車架,因此對它的研究時間也最長。現在能做到車架所需強度的極薄的管道。
(2).沖擊的吸收性能好
騎感極好,如「像彈簧般的騎感」。構成車架的鉻鉬鋼管道有優異的吸收沖擊的性能。
(3).焊接容易
鉻鉬鋼比起鈦、鋁焊接容易。可以設計成名種形狀。另外,焊接後也不需要熱處理,因此不需要大型的熱處理設備,成本低。
(4).價格便宜
雖然有些高擋次的鉻鉬鋼車架價格貴,但一般價格便宜。也可以說,用便宜的價格買到高擋次的車架。
●鉻鉬鋼車架的缺點
(1).容易生銹
車架用的鉻鉬鋼含有鉻,但是添加量少(不銹鋼含有12%的鉻)的鐵系合金。若沒有施有表面處理的話,有傷口時容易生銹。但是一般都有進行防銹加工。自行車的場合,管道的肉壓薄,生銹後的影響將會非常大。生銹→肉壓減少→強度下降(應力集中)。
(2).金屬的疲勞顯著(應力集中引起的金屬疲勞)
若使用肉薄的鉻鉬鋼車架時需要注意!當然金屬疲勞這個現象任何金屬都會產生包括鋁等在內。金屬疲勞現象簡單地說:金屬雖然具有防止塑性變形的小小的力量,但是反復施加應力時,金屬可能被破壞(被稱為微細的應力集中)。飛機出事時,有時候也是某部分的金屬疲勞引起。對自行車來說,由於金屬疲勞的原故,可能出現強度不能保持。例如,進行DH時產生的沖擊縮短了自行車的壽命。若感覺到踩踏時不那麼順利前進時很有可能是金屬已發生疲勞。
焊接部位,如從管道側(母體)到溶融的部位(溶接部),結晶的特性都會顯著變化。為使這些組織均一化,本來應該再次結晶化(詳細內容後述)。但是車架加工廠不一定有這種大型爐,另一方面,這種加工使已經冷卻過的再次硬化,使得變增強的管道的強度降低。
由於存在上述原因,焊接時採用各種方法來加工。如利用低溫焊接等方法製造車架。不管是任何優秀的焊接,,焊接部位(1000°C以上)和另管道側(室溫)之間的溫度差,冷卻時收縮而發生殘留應力。該部位受到應力集中時,可能會產生裂縫。結果自行車騎的時間長時可能會引起金屬疲勞,微觀的硬化加工也使沖擊的吸收性也變得差.
鋁合金 (Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu))
很久以前就有用鋁合金製作的車架。輕而價格低是它的優點。但是從「輕」來說,當前與鐵素材比較相差並不大。老車手對它的反應是「雖輕但易彎曲」。雖然經過多次改進,但是始終克服不了楊氏彈性模量低的缺點。最近的鋁合金車架,為了提高楊氏彈性模量,加大管道外徑,使用扁平管,或者對鋁管進行熱處理等,製造出輕而有剛性的車架,這種最新的鋁合金車架對車手來說,具有足夠的輕量與剛性。
鋁合金是純鋁中加入Mg,Zn,Si,Cu等金屬的合金。鋁本身具有輕量、可塑性好、耐腐蝕等優點,加入其他金屬後顯著提高了機械性能。自行車所使用的鋁合金多數為6000系(Al-Mg-Si)和7000系(Al-Zn-Mg-Cu)兩種,經過熱處理(鋁耐高溫,在高溫下能改變性質)可以製成名種各樣的材料。
6000系被認為是耐腐蝕、強度好、焊接性也好的材料。下表表示使用最多的6061合金的機械強度。
7000系是鋁合金中最強的材料。
●鋁合金車架的優點
(1).可以製作重量輕的車架
鋁的比重輕但不夠硬,為了增強強度把它製成合金並施予熱處理。[熱處理技術]採用時效析出增強法,簡單地說,在金屬內形成一種妨礙金屬變形的物質。在某種高溫下進行熱處理時,會引起時效析出,若沒有經過這個程式的車架,也會引起常溫時效。就是說把車架放置在房間內也會逐漸變強。
許多鋁合金制車架用6061T6材料來製造。T6標志表示經過熱處理、時效。若沒有熱處理的話強度只能達到1/2,或者1/5的程度。
有7075標志的自行車零件(如XTR曲柄等),嚴格來講沒有經過熱處理。也就是說因沒有時效,因此是常溫時效。7075合金本來就必要進行熱處理,通過熱處理其強度可以增加5倍。
另外,7005合金也常用來製造車架,它的強度比不上7075,但是它在常溫下也能夠進行足夠的時效的材料。這種材料也可用Padded加工製成薄料。但是材料本身的強度及楊氏彈性模量低,因此加粗管道直徑來提高剛性。通常被稱作鋁制粗管道的是這種類型。
(2)長時間使用外觀不怎麼變化
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。為什麼不生銹呢?原因是該氧化膜達到一定的程度時防止繼續生銹。該氧化膜幾乎是無色因此外觀上不容易發現變化(有時會發白)。
另一方面,騎這種材料製造的自行車時,騎的次數越多,應力發生的次數也高,強度也顯著引起變化。近來為了謀求輕量,許多車架使用薄料來製作(薄的程度已達到極限)。這些都是使用沒有疲勞極限的鋁合金來製作車架,到底長時間使用後強度變化將是如何呢!Dedacciai公司製作的SC61-10A等是表面施有噴丸硬化加工(KET處理)的管道,這種加工的目的是延長疲勞的壽命。根據公開的資料,能提高140%。,KET處理是:疲勞破壞是在金屬表面上所發生的裂縫為起因,因此用硬化加工技術來提高金屬表面的硬度。
●鋁合金車架的缺點
(1).鋁是彈性率及剛性低的材料。因此採用粗的管道,或者改變形狀如cross-over管、padded管等。
(2).需要進行熱處理
必需進行熱處理,否則強度不夠。因此一般的規模不大的工廠無能力購買熱處理設備。尤其是6000系的鋁合金管,多數情況是管道廠家指定熱處理條件。
鉻錳鋼是一種高強度的鋼材,主要用於需要承受沖擊、擠壓、物料磨損等惡劣工況條件,破壞形式以磨損消耗為主,部分斷裂、變形。
性能作用
●高錳鋼最重要的特點是在強烈的沖擊、擠壓條件下,表層迅速發生加工硬化現象,使其在心部仍保持奧氏體良好的韌性和塑性的同時硬化層具有良好的耐磨性能。這是其它材料所不及的。但高錳鋼的耐磨性只是在具備足以形成加工硬化的條件下才表現出其優越性,其他情況下則很差。
●如果只是耐用還是選擇鉻鉬鋼車架
希望能幫到您
② 自行車碳纖維、鈦合金、鋁合金三種材質各有什麼優點和缺點
碳纖維的重量輕,強度相對高,但是不能磕碰
鈦合金的造價比較高,強度和重量和頂級鋁架差不多
鋁合金頂級鋁架重量輕,強度也高,相對價格也低
③ 自行車碳纖維、鈦合金、鋁合金三種材質的自行車架在相同的尺寸下,哪個輕,哪個重
同樣體積下,應該是碳纖維密度最小,也最輕;鈦合金密度最大,也最重。但因為鈦合金比鋁合金物理性能好,所以體積可以更小,綜合起來整體會更輕。
④ 鈦合金VS鋁合金
以鈦為基加入其他合金元素組成的合金稱作鈦合金。鋁合金是純鋁加入一些合金元素製成的。
鋁合金的物理力學性能:易加工、耐久性高、適用范圍廣、裝飾效果好、花色豐富。 鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優點,是較為理想的航天工程結構材料。
鈦合金具有強度高,密度小,機械性好,韌性和抗蝕性能好等特點。另外,鈦合金的工藝性能差,切削加工困難,在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質,還有抗磨性差,生產工藝復雜等特點。
(4)鋁合金和鈦合金哪個自行車好擴展閱讀:
鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作,其抗蝕性遠優於不銹鋼;對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強;對鹼、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。
鈦合金在低溫和超低溫下,仍能保持其力學性能。低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。因此,鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。
⑤ 鈦合金和碳纖維的自行車哪個好
碳纖維自行車 和鈦合金自行車各有特點,具體到哪個好,這兩種只能說是各有千秋,可以根據自己的需要進行選擇。
從外觀上看,那些沒有任何塗裝,車身散發著金屬光澤的就是鈦合金車架,而碳纖維車架的表面則覆蓋著各種3D布,更具有現代感。
碳纖維材料用在自行車上市近些年的事情,它是碳元素經過編織加工後利用環氧樹脂粘和加固的一種混合物。碳纖維自行車有如下一些特點,1. 重量很輕,碳纖維用在追求速度的公路自行車上是非常普遍的,現在甚至一些山地車也使用了碳纖維車架。
2. 對沖擊力的吸收性能好,碳纖維可以有效的吸收震動,並且保持好剛性,所以它成為很好的競賽級的材料。
3. 因為材料的因素,碳纖維可以製作各種形狀的車架,這就可以利用空氣動力學作成風阻極小的車架。
但是碳纖維自行車也有一些缺點,首先是與鋼架車和鈦合金車相比,碳纖維出現裂痕是無法修復的。一般來講,碳纖維抗面的沖擊相當好,而抗穿刺能力就很差了。就是說摔車不要緊,就怕摔車的過程中碰到一兩塊鋒利的小石子,一旦出現裂痕那可不是拿去焊一下就能解決的。
由於鈦的金屬特性,鈦合金車架從硬度上不如碳纖維車架,但是他的耐用性要超過碳纖維車架,所以如何 選擇則兩種車架要根據用途,如果是用於比賽或者重視自行車性能推薦使用碳纖維車架,如果是為了騎長途或者平時休閑,推薦是使用鈦合金車架 ,因為鈦合金的耐用性更強。
⑥ 關於自行車的材質問題:請問 碳纖維 鋁合金 鈦合金等材質
1、碳纖維,優點是輕量,可塑性好,也就是說可以有很隨意的造型,這個可以更好的生產流線型的車架,尤其對公路車這點很受用,這也正是為什麼高端的公路車幾乎都是碳纖維的。還有就是單位面積的強度非常高。
缺點就是造價高,還有碳纖維最怕點受力,也就是一旦碳纖維車架整體上某個點破裂,整個車架就報廢了,因為很容易從這個點開始發生整體的斷裂。
2、鋁合金,優點是輕量,硬朗,並且造價低,也易於加工成型,單位面積的強度也不錯。
缺點是鋁合金的彈性較差,過於硬朗,舒適度不好,而且一旦發生塑性形變容易斷裂,也就是說不能反復的彎折,修復性較差。
現在中低端的車架用鋁合金材質的較多。
3、鈦合金,鈦合金的優點是輕量、單位面積的強度大,耐腐蝕性好,強酸鹼的環境對其都影響不大,非常適合野外的惡略環境使用,鈦合金還有很好的彈性,不像鋁合金那樣死顛,也有很好的彈性,綜合性能還是很高的。
缺點也很明顯,一是造價太高,鈦合金屬於貴金屬,產量小,價格很高。二是加工難度大,鈦合金的金屬特性決定了它加工難度很大,很難成型,所以鈦合金的造型就遠沒有碳纖維和鋁合金的豐富,有加工條件的廠商太少,導致售價居高不下。
⑦ 自行車哪種合金材料最輕也質地最好!
自行車合金材料最輕也質地最好的:
目前來說滿足要求的是「碳素纖維」,它不是合金。最流行的還是鋁合金,比較廉價如果必須是金屬那麼就是「鈦合金」。
自行車,又稱腳踏車或單車,通常是二輪的小型陸上車輛。人騎上車後,以腳踩踏板為動力,是綠色環保的交通工具。英文bicycle。其中bi意指二,而cycle意指輪,即兩輪車。在中國內地、台灣、新加坡,通常稱其為「自行車」或「腳踏車」;在港澳則通常稱其為「單車」(其實粵語通常都這么稱呼);而在日本稱為「自転(轉)車」。自行車種類很多,有單人自行車,雙人自行車還有多人自行車。
⑧ 鈦合金與鋁合金山地車車架那個好
鋁和鈦的比較:
鈦:強度、硬度(注意,強度和硬度是兩個概念)、韌度、彈性、抗拉伸、抗延伸、抗沖擊、抗強力、屈服點、蠕變強度、嬌變強度、抗張強度、細化晶粒排列、熱處里溫度、耐磨度、抗銹、抗腐蝕能力都遠遠比鋁高出數十倍。鋁:除了
可塑性
和
電阻(導電性)比鈦強外,再無一可以和鈦比較。
給你打個比方。如果說鈦就是鋼的話,那麼鋁就是泥巴。
⑨ 鈦合金山地車架子與鋁合金的比較有什麼優缺點提前謝了
鈦合金管材的強度、硬度、鋼性等材料屬性都高於鋁合金,因此車架整體性能遠高於鋁合金的架子。
雖然相對比重,鈦合金比鋁合金要重,但鈦合金管材由於上面三種屬性更高,可以在保證車架性能不變的情況下,將管材壁厚抽的很薄,因此,重量上,也比鋁合金車架有優勢。
金屬抗疲勞性,鈦合金運高於鋁合金。也就是說,在長時間騎行中,鋁合金管材會產生疲勞性,使得管材變形。而鈦合金車架,可以更長久的保持車架性能如一。
在騎行品質上,由於鈦合金有很好的吸收效果,顛簸的路面上長久騎行,可以吸收更多的振動,讓騎友的身體,尤其是雙臂更加舒服一些。
耐腐蝕,也是鈦合金車架遠強於鋁合金車架的特性之一。尤其是沿海地區,或長距離騎行。可以在車架保養上,讓你省心很多。
鈦合金最大的特性,還是要說它超長的使用壽命。幾乎可以理解為永久使用,永不過時。這是任何其它車架材料所沒有的。
當然,鈦合金車架最大的缺點就是價格。從原材料管材,到加工工藝難度,以及手工程序太多,無法量產、報廢率高等因素,使得性價比,遠沒有鋁合金車架來的實惠。
現在一個鈦合金的山地車架,入門級別的,基本要在4、5千塊左右,公路鈦架更貴一些。當然,進口的鈦架就更貴了,都是萬元以上的。
⑩ 山地自行車什麼材質的好山地自行車的材質有哪些
1、山地自行車的材質採用鈦合金好。鈦合金具有非常好的彈性,這使得它在吸收騎行振動方面功不可沒。用鈦合金製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幾乎具有無限的使用壽命,也就是說購買鈦合金車架是一種一勞永逸的方法。
2、鋼架(高碳鋼)鋁合金車架,鋼架吸振性非常好。
3、碳纖維車架,碳架重量最輕,有很高的強度或很好的吸振性。
4、鋁合金的操控性、加速性、爬坡性都不錯。