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標(biāo)題: 運(yùn)動自行車架用材的分析及詳述----完美的車架是用什么做的 [打印本頁]

作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-11 14:05
標(biāo)題: 運(yùn)動自行車架用材的分析及詳述----完美的車架是用什么做的
鈦合金是首選：
鈦合金是廣泛地運(yùn)用于航空航天技術(shù)領(lǐng)域的高性能材料，其重量輕、強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕是其最顯著的特點(diǎn)。對于制作自行車架來說，在眾多的金屬材料中，鈦合金是唯一同時具有高強(qiáng)度、低密度，極好的抗疲勞和耐腐蝕性能，以及較低的彈性模數(shù)的材料，因此它是十分理想地制作車架的材料。此外，鈦合金也廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療器械、化工設(shè)備、軍工及運(yùn)動器材等領(lǐng)域。由于加工工藝復(fù)雜，材料價格昂貴，這是造成產(chǎn)品價格較高的主要原因。
　　鈦合金和很多合金金屬一樣，也是由鈦與一些有用的金屬成份組成，以滿足對材料性能的要求，但其主要成份中鈦占到90%以上。在航空航天技術(shù)中廣泛應(yīng)用的是兩種合金，既Ti6AL4V（6％鋁，4％釩，90％鈦）和Ti3AL2.5V（3％鋁，2.5％釩，94.5％鈦）。Ti3AL2.5V是用于制造高強(qiáng)度管材的專用材料Ti6AL4V則主要用于航空航天領(lǐng)域中機(jī)身的制造。
6 h( H/ k2 b6 p0 _/ a6 E4 Z　　作為制作高檔的自行車車架的材料應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和硬度，鈦合金將是一種極好的選擇。不僅其重量僅為鋼的50％，且強(qiáng)度重量比比鉻鉬鋼高28.4％。鈦合金同時具備很好的抗疲勞的性能，疲勞極限是鋼的兩倍，鋁合金車架在使用較長時間以后在這方面也無法與鈦合金車架相比。作為應(yīng)用在自行車架上的高強(qiáng)度和低密度的鈦合金材料，它不僅會讓車架重量輕、強(qiáng)度高而且會讓車架更經(jīng)久耐用。
0 y- D2 _* C- h& m: j) R. ]　　鈦合金具有極好的抗腐蝕性能，事實(shí)上，作為自行車架的使用，它的表面不需要涂漆保護(hù)，因?yàn)樗粫箬F和鋁車架那樣生銹或腐蝕，并耐酸雨、紫外線、潮濕等的侵蝕，所以你不必?fù)?dān)心其金屬表面會因裸露在空氣中形成凹陷、銹蝕。
高強(qiáng)高韌β型鈦合金。* ~; e k/ D8 l8 z* \& h
　　β型鈦合金具有良好的冷熱加工性能，易鍛造，可軋制、焊接，可通過固溶-時效處理獲得較高的機(jī)械性能、良好的環(huán)境抗力及強(qiáng)度與斷裂韌性的很好配合。新型高強(qiáng)高韌β型鈦合金最具代表性的有以下幾種[26,30]:
$ y" u3 `( n# I, }　　Ti1023（Ti-10v-2Fe-#al），該合金與飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中常用的30CrMnSiA高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼性能相當(dāng)，具有優(yōu)異的鍛造性能；
# O. a9 h) ~7 z/ {2 B9 I4 ^* M　　Ti153（Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn），該合金冷加工性能比工業(yè)純鈦還好，時效后的室溫抗拉強(qiáng)度可達(dá)1000MPa以上；
/ A! a) V8 C3 O: P5 l/ X　　β21S（Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si），該合金是由美國鈦金屬公司Timet分部研制的一種新型抗氧化、超高強(qiáng)鈦合金，具有良好的抗氧化性能，冷熱加工性能優(yōu)良，可制成厚度為0.064mm的箔材；
2 d$ ]; ?5 [. m$ F. ^, D! g日本鋼管公司（NKK）研制成功的SP-700（Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe）鈦合金，該合金強(qiáng)度高，超塑性延伸率高達(dá)2000％，且超塑成形溫度比Ti-6Al-4V低140℃，可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-擴(kuò)散連接（SPF/DB）技術(shù)制造各種航空航天構(gòu)件；) ?1 Q& D" {' S3 O! }: n0 L
　　俄羅斯研制出的BT-22（TI-5v-5Mo-1Cr-5Al），其抗拉強(qiáng)度可達(dá)1105MPA以上。# \ a# u* [* k- p }

& ]; i/ i; g7 |1 w' a* \% ?' X5 d% C& o; ^. k) o

作者: 機(jī)場人家 時間: 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，其中一家在臺灣。

鈹合金
8 q B4 N9 I5 Y4 E% j. [2 v& ~" s: z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~

鎂鋁合金(傳說中的美女合金): h- W- j4 `- Z+ u, Q4 {
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)。
. |1 j) V6 y1 \& W+ J

作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-11 14:17
本帖最后由機(jī)場人家于 2011-4-11 14:19 編輯

鋁合金
% a" }3 g9 t5 U: V1 p/ E/ [# O* v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。
. d1 z- ^" B. \  u9 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，使用量僅次于鋼。  ]" f/ y' ^1 N
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。 + m% i% K1 \- h5 O7 E# U7 Y* p
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。! H) v* c' e2 M2 V: x, z# H
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。
$ h' n; |; C7 N: I/ j: B! m; @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。
2 L& X. |+ [  d9 A) W# S/ F. y* l5 O9 \0 {" {
不同牌號鋁合金的典型用途
6 m% l) `3 a1 p" g7 [1050 食品、化學(xué)和釀造工業(yè)用擠壓盤管，各種軟管，煙花粉 * R9 a! `. q$ P( ?9 ^( ?2 I7 q4 x
1060 要求抗蝕性與成形性均高的場合，但對強(qiáng)度要求不高，化工設(shè)備是其典型用途 2 D3 @% o5 [4 ^
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
8 j6 Y, N% z) j9 n1145 包裝及絕熱鋁箔，熱交換器 9 [0 L* d% l" R9 C+ J% {2 [5 j3 h
1199 電解電容器箔，光學(xué)反光沉積膜
( m8 b) d' O; Q, L8 W7 s) a1350 電線、導(dǎo)電絞線、匯流排、變壓器帶材
4 }( D) K9 r4 B1 s2 K$ l) ~2011 螺釘及要求有良好切削性能的機(jī)械加工產(chǎn)品 ' y7 C- m( i. G* F, c4 @
2014 應(yīng)用于要求高強(qiáng)度與硬度（包括高溫）的場合。飛機(jī)重型、鍛件、厚板和擠壓材料，車輪與結(jié)構(gòu)元件，多級火箭第一級燃料槽與航天器零件，卡車構(gòu)架與懸掛系統(tǒng)零件 * p0 R' L3 w& i- \6 c: d: K. |
2017 是第一個獲得工業(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 / m+ s. g9 E# S) Q+ c& \* ]
2024 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 7 Y5 O- C& V, v) n: k; F
2036 汽車車身鈑金件 7 ~8 z0 [; x/ u( d6 l
2048 航空航天器結(jié)構(gòu)件與兵器結(jié)構(gòu)零件
2 @9 {3 ^+ ]3 T0 G( [: \2124 航空航天器結(jié)構(gòu)件
/ l0 t4 {8 i& `5 ~- O  n% O* N' T/ s2218 飛機(jī)發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)活塞，飛機(jī)發(fā)動機(jī)汽缸頭，噴氣發(fā)動機(jī)葉輪和壓縮機(jī)環(huán)
/ h- r+ [" g; z+ Q5 R( d( ~  |6 V2219 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
9 G& E6 y4 e$ m: e" Q+ e! K1 I- u2319 焊拉2219合金的焊條和填充焊料
# d* y! W% t/ Y! m2618 模鍛件與自由鍛件?；钊秃娇瞻l(fā)動機(jī)零件
# {, i6 c# f5 h* i. `2A01 工作溫度小于等于100攝氏度的結(jié)構(gòu)鉚釘   b- r5 Z3 ?+ \$ a+ n
2A02 工作溫度200~300攝氏度的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的軸向壓氣機(jī)葉片 3 Z6 o5 Y  Y5 y( t5 @, G& F& _
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 ) V+ R' e0 Y6 t
2A10 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
8 b/ _/ b6 {/ X' n6 Q2A11 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 ! y- F4 T! N- a; {* T2 h
2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、鉚釘?shù)龋ㄖc交通運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)件
+ S2 y: r% o6 u9 j1 ^2A14 形狀復(fù)雜的自由鍛件與模鍛件 1 v% x% O# F$ C" P- N/ P9 F
2A16 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 - [' ]2 J: t* C+ c
2A17 工作溫度225~250攝氏底的航空器零件
5 v& m: {" V' G, y2A50 形狀復(fù)雜的中等強(qiáng)度零件
' p" y0 L/ h# E7 C4 p! [2A60 航空器發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)輪、導(dǎo)風(fēng)輪、風(fēng)扇、葉輪等 $ d5 E  K! M1 r+ L5 R
2A70 飛機(jī)蒙皮，航空器發(fā)動機(jī)活塞、導(dǎo)風(fēng)輪、輪盤等 % Z: N. C. y& O
2A80 航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉片、葉輪、活塞、漲圈及其他工作溫度高的零件
) d' r9 K+ y6 I6 ?2 ^2A90 航空發(fā)動機(jī)活塞 ! Q. v1 e5 o: z& B1 n4 i
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
; P/ N1 {4 l! O  c3004 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 : @, J. E  H5 |2 [" `4 V! ]0 z6 G8 o
3105 房間隔斷、檔板、活動房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶蓋、瓶塞等
* T: J  h- l* d0 P# T8 w3A21 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
! ?/ t% p* O1 N7 M! R, W& g, h; X5005 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 ! q' X) _1 b" o, }: ^
5050 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 - Z, ^$ k; |, e# G
5052 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
( Z) \% D5 a3 x6 E9 S" ^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合 ( z: X% x2 C* c5 j: V" Z* f/ }. R
5083 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場合，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
4 I* u7 V0 X& Q- k* r5086 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場合，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
% s/ |: h4 |8 e- h7 e$ p8 D5154 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 # J0 m* O0 G. D5 u0 B
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
# W7 U- }2 Q1 h( N1 O8 Z" }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。在陽極氧化后具有光亮透明的氧化膜
0 g9 V% h. M6 V+ f5254 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品容器
! y+ q( H. }5 v1 g# V5356 焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲 ' S' F1 J2 }8 P' A
5454 焊接結(jié)構(gòu)，壓力容器，海洋設(shè)施管道 , g7 _  q& j! V( e% f
5456 裝甲板、高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)、貯槽、壓力容器、船舶材料
! I# o& M' f) u; G) q5457 經(jīng)拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件 - M+ D: Q% h' c  Q" Y4 N
5652 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品貯存容器
  Q  E4 }# X+ Z1 `0 b4 {5657 經(jīng)拋光與陽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 5 C" L8 O7 Q3 d( d" V3 s) b7 V
5A02 飛機(jī)油箱與導(dǎo)管，焊絲，鉚釘，船舶結(jié)構(gòu)件
- \& u2 p, O) A6 ?5A03 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 & g8 d0 r& x% O4 F" w7 t
5A05 焊接結(jié)構(gòu)件，飛機(jī)蒙皮骨架
* [, L1 o" I& ]; U) u5A06 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   l  H6 b' [: N
5A12 焊接結(jié)構(gòu)件，防彈甲板 ; T- p" I* f0 w9 m9 t
6005 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 / |5 G: y) P7 J7 I& E
6009 汽車車身板 ! }' Y$ @8 }0 G6 v7 F
6010 薄板：汽車車身
* |6 o5 d6 J4 S. @; M% O6061 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 4 j9 i% i- K0 i" z% P6 l
6063 建筑型材，灌溉管材以及供車輛、臺架、家具、欄柵等用的擠壓材料
- v) j- e/ d# H" B% @6066 鍛件及焊接結(jié)構(gòu)擠壓材料 5 ]; t: l8 F) R  C# R. P# O' Z; Z
6070 重載焊接結(jié)構(gòu)與汽車工業(yè)用的擠壓材料與管材 5 \9 k/ n+ V6 K
6101 公共汽車用高強(qiáng)度棒材、電導(dǎo)體與散熱器材等 ) `7 [8 U! u9 a# |: h; s/ L+ ~0 [
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
, _1 r3 D: f2 ^% c$ J0 ?6201 高強(qiáng)度導(dǎo)電棒材與線材
; l* v- a7 w8 d2 c# x) G3 |6205 厚板、踏板與耐高沖擊的擠壓件
# n  \" W0 d/ E6262 要求抗蝕性優(yōu)于2011和2017合金的有螺紋的高應(yīng)力零件
3 N2 F4 z% l! x$ U. m6351 車輛的擠壓結(jié)構(gòu)件，水、石油等的輸送管道
0 ^8 U3 i; i' S6463 建筑與各種器具型材，以及經(jīng)陽極氧化處理后有明亮表面的汽車裝飾件 ' `  e) Y+ L$ K6 i4 w; u
6A02 飛機(jī)發(fā)動機(jī)零件，形狀復(fù)雜的鍛件與模鍛件
5 m# L+ |/ j/ p- L/ `5 s4 I+ H4 T7005 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
) [- a; }. K( [. q/ [0 u( g7039 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 % f+ r! y' w" a9 `
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
3 m* j, r3 z  M1 M2 _# S2 ?0 r! Y7050 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 3 y3 y9 g/ c1 t; \0 F
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
: E! {' X; X1 ~1 Q' C7075 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 , ]- V' I5 z9 @) z& ~4 E1 c$ h! ]
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
4 T+ r3 U4 U: s# g7178 供制造航空航天器的要求抗壓屈服強(qiáng)度高的零部件 * ^0 z5 [3 C- }6 ~" Y; j1 x" P
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
1 s! A- I9 K9 q; ]  B* V- g7A04 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 + _+ i# A  B9 N  k& F; G8 y

+ P/ U- ^6 _0 l! M5 ]  R8 t: g$ `6 E% L  L! I2 o$ c8 I, S

2 ?  F0 ?5 }8 Z; {; r
4 i3 e% E: d2 M' L. U3 o6 p

作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-11 14:26
本帖最后由機(jī)場人家于 2011-4-11 18:19 編輯

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。

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)

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，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。

2.
- P1 j, J, j$ v+ n) z3 n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彎曲，當(dāng)把那個重物移開時，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，會產(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)。

3．重量(WEIGHT)除了強(qiáng)度和剛性之外，重量也是一個議題。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

彈性系數(shù)(剛性) 強(qiáng)度 (降伏點(diǎn) ) 重量(千克/立方米)

鋼材
   30       46---162       7800---8200

鋁合金
   10-11    11-59(4-22退火后)    2700—3200

鈦合金
15-16.5　　　 40-120　　　    4500—4700

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，從大賣場的廉價單車到價值數(shù)千美元的單車都有相同的彈性系數(shù)30，以及490的重量。

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)際情況下沒有人會這樣做車架，所以這個結(jié)論也就是不客觀的了。

關(guān)于鋁

鋁作為一種在運(yùn)動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。另外相對于其他的運(yùn)動自行車的高級材料，鋁的價格很低。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。鋁長時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(有時會發(fā)白)

以上都是鋁的優(yōu)點(diǎn)，但是這種材料也有兩個致命的缺點(diǎn)。

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）

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，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)度下一個鋁架只能支持2-3年的原因。

2．鋁沒有彈性，無法吸收騎行的震動。用鋁材制作的硬尾車架會把絕大多數(shù)的震動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。

由于鋁的這兩個缺陷，使得它不適合做一般的硬尾車架。但是競賽的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賽性能很好（競賽性能當(dāng)然不會考慮選手的舒適程度和產(chǎn)品的使用壽命了）。

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，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候更有優(yōu)勢。

關(guān)于鋼

鋼是一種歷史悠久的材料，從最普通的民用自行車到高端的競賽級車輛，都或多或少的使用著鋼材。除了冶煉技術(shù)的完善之外，鋼也有其它材料所不能代替的優(yōu)點(diǎn)：

1．加工性能好，鉻鉬鋼是歷史最悠久的自行車素材，對它的研究時間也最長，因此它的加工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個相當(dāng)穩(wěn)定的程度。

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。

3．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。因此鋼架不會向鋁架那樣讓人感覺不舒服，特別適合用來做旅行車架。

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，鋼架的壽命也會比鋁架長得多。

當(dāng)然，鋼架也有其不可克服的缺點(diǎn)：

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。這也就是在競賽級別的車架中很少看見鋼架的緣故。

2．生銹，相對于其他的材料，鋼是比較容易生銹的。生銹會使鋼的強(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。

所以如果不是追求競賽級的重量，又考慮車架的耐用程度的話，鋼架無疑是很好的選擇。

但是需要指出的是，目前國內(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系列的高級鋼架要好幾千，而意大利colnago的鋼架則要上萬。另外由于人們對鋁架的偏愛，使得鋼架難以銷售。隨著國內(nèi)的自行車巨人——中華自行車公司的倒閉，好的鋼架在國內(nèi)幾乎絕跡了，這真是一個遺憾?。?/strong>關(guān)于鈦6 E2 D; z/ \2 X  H
鈦是一種新興的金屬，這種新材料具有非常優(yōu)越的性能，是制作頂級車架的最好的材料之一。5 M6 k! V: W7 r/ p
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+ B9 q( X! {& Z, U, w1．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)度的鈦合金車架會比鋼車架輕很多。
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" E# C$ _! e, G2．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。$ l3 C( O; ]1 z  W& _! s
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3．在正常的條件下，鈦幾乎不會發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象。
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5 u% k- o: l7 d/ y4 x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字：貴?。?/strong>2 d# t% V1 Z! y" V/ c, H( A* S

: v( ~9 n6 B+ Y2 L按照金屬的含量來說，鈦其實(shí)并不是稀有金屬?？墒亲匀粻顟B(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)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格很貴。一般國產(chǎn)的航輪和寶鈦的3/2。5的鈦合金車架的價格大概在數(shù)千元，而如果象AIRBONE或者LITESPEED的鈦架的價格甚至上萬。但是如果考慮到鈦架的使用壽命，這個價格也就不會感到那么離譜了。3 P7 K/ h& W7 j1 t0 j

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4 |) x# M9 c3 ^關(guān)于碳纖% I2 B# Z9 L; |& e$ d8 d
碳纖維作為一種高科技材料使用在自行車上是最近十年的事情。嚴(yán)格來說碳纖維并不是單純的碳元素，而是碳元素經(jīng)過編織加工后利用環(huán)氧樹脂粘和加固的一種混合物。早期的碳纖維由于技術(shù)上面的原因，使用的環(huán)氧樹脂甚至?xí)陉柟庀路纸?。隨著科技的進(jìn)步，這種優(yōu)秀材料的種種缺點(diǎn)在被逐漸克服。比如德國的K車架就使用了高級的16K的碳纖維，這種碳纖維的強(qiáng)度甚至超過了鋼材，并且擁有終身保用的質(zhì)量承諾。% c1 I' m8 ], {9 i
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一般來講，碳纖維作為自行車的材料擁有以下幾個特點(diǎn)：
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1．極輕的重量：1200克左右的碳纖維公路架已經(jīng)到處可見了。由于碳的質(zhì)量僅有1。6克/立方厘米，所以制作1公斤左右的車架已經(jīng)不在是夢想。
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2．吸收沖擊性能好。碳纖維可以有效的吸收震動，并且保持很好的剛性。這種特點(diǎn)使得它成為很好的競賽級的材料。
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% x) v! v1 B4 O' g3．可以制作各種形狀的車架。和一般的金屬車架的制造過程不一樣，碳纖維車架一般是先制作模具，然后在模具上付上碳纖片，最后用環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘固。這種制作過程可以利用空氣動力學(xué)作成風(fēng)阻極小的車架。
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目前這種材料的毛病主要是以下兩點(diǎn)：: Q/ q5 P# }6 M2 ]+ s
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1．復(fù)雜的應(yīng)力計(jì)算。構(gòu)成碳纖維車架的是碳纖維，它的特點(diǎn)是拉伸強(qiáng)度強(qiáng)，但剪斷強(qiáng)度弱，加工時需要進(jìn)行復(fù)雜的應(yīng)力計(jì)算(縱剛性、橫剛性)，根據(jù)計(jì)算把碳纖維片重疊成型。一般來講，碳纖維抗面的沖擊相當(dāng)好，而抗穿刺能力就很差了。就是說你橫摔豎拍不要緊，就怕的是橫摔豎拍的過程中碰到一兩塊鋒利的小石子，那可就不是拿去焊一下就可以解決的了。% }$ ^, @- _# O- o5 {: d* [
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2．價格昂貴，和鈦合金相比，碳纖維車架的價格有過之而無不及，向頂級的碳纖維車架的價格都要上萬，而科那哥的C40和C50的價格甚至超過2萬元。這主要是因?yàn)樘祭w維車架的制作過程需要很多的手工，并且報廢率很高，造成成本的大量上升。
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作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-11 14:28
呵呵匿名跟帖的老鼠倉被取締了，論壇干凈了。
作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-11 22:59
DIY組裝單車VS品牌單車--------區(qū)別及優(yōu)勢9 X C/ M( h3 m/ j

& C" n3 Y" J' j# G3 D$ n7 u自行車運(yùn)動是一種時尚健康的運(yùn)動，在我們國內(nèi)發(fā)展也是近十幾年的新興運(yùn)動，隨著人們的生活水平的的提高也就越來越關(guān)注健康的重要性，各種時尚運(yùn)動也就孕育而生，自行車運(yùn)動就是發(fā)展最快的一種運(yùn)動方式。 * Q ^* a5 n) d/ `3 {7 v
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現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了兩種自行車的消費(fèi)方式，一種是購買品牌成車，另外一種則是DIY自行車，就象裝配電腦一樣把各種零件自己組合起來裝成一部個性化十足的車子。 , }3 M' L3 P- _: V
那么品牌車和DIY單車有什么區(qū)別呢？具體的分析一下：
3 q) y, H) s1 t5 l　　 1、方便性： 3 R& h8 ]7 U! a6 u: U q
　　購買品牌車相對方便，不需要消費(fèi)者對車子有足夠的認(rèn)識，只要樣式、價錢、試乘滿意，就可以買走。而且同一個型號的車子通常都會有全國統(tǒng)一的價格。
3 w2 M( P' ~6 Q　　而自己裝車的方便程度則剛好相反，要求消費(fèi)者對自行車要有一定的認(rèn)知。因?yàn)椴煌呐渲?，不同的要求最后會使得車子在樣式和價錢上出現(xiàn)千差萬別的變化。 ( G' }3 l3 j$ w( A; w8 d# c& }
　　 2、人車協(xié)調(diào)性 ( F: v5 W. v4 c: B$ k' h1 x5 ~
　　自行車運(yùn)動是一種人和機(jī)械相配合的一種運(yùn)動，人車協(xié)調(diào)才能把人的體力最大限度的通過機(jī)械發(fā)揮出來。因此人車的協(xié)調(diào)是自行車運(yùn)動最為關(guān)鍵的一點(diǎn)。這個和我們?nèi)粘４┬?、穿衣的道理是一樣的?0號的腳最理想就是穿 40號的鞋子，40號的腳去穿41、或者39號的鞋都會因?yàn)樘蠡蛱《械讲皇娣?。（這也是最被剛開始接觸自行車運(yùn)動的消費(fèi)者忽略的一點(diǎn)，很多人只是簡單的認(rèn)為只要車子的質(zhì)量好就一切OK了，完全沒有意識到還有一個尺寸的問題。身高160mm的個子和180mm的個頭騎的同樣尺寸的自行車不可能是科學(xué)的。） / ?- @% b5 L+ o3 J
　　為了符合流水線的大批量生產(chǎn)，品牌車通常都會給車子裝配統(tǒng)一的尺寸和相同的配置，同一型號的自行車的車架的尺寸通常是一樣的，或者只有一兩個較少的尺寸。品牌車廠家目前還不能按照消費(fèi)者的身材生產(chǎn)出不同大小的自行車。 4 h4 L# V, y) }
　　于是車子是按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化型號生產(chǎn)出來了，人卻不能長成一樣的標(biāo)準(zhǔn)化型號。這也就是為什么不少的消費(fèi)者在參與自行車運(yùn)動一段時間以后，拿原先購買的品牌車去升級、去改造否則會感到騎行不舒服，或干脆放棄這項(xiàng)運(yùn)動轉(zhuǎn)而認(rèn)為騎自行車會造成腰酸背疼。畢竟剛好長得符合廠家生產(chǎn)尺寸的人是少數(shù)。（注意：如果你騎車后真的覺得腰酸背疼，哪你的車子很有可能就是不適合你，適合你的車子不會出現(xiàn)腰酸背疼的情況。）
, h+ C% d* e0 U: I　　于是，市場上便出現(xiàn)了DIY單車的行業(yè)。按照自己的身高、體重、要求、喜好、裝一輛自己喜歡的個性化的自行車，正在成為自行運(yùn)動發(fā)展的一種趨勢。
- X4 e. ^, r: f( m4 o7 n　　 3、個性化
9 l: a/ Z7 F8 G7 g. o　　個性化的消費(fèi)是個人品味高低和認(rèn)知能力的具體體現(xiàn)，知其然---必欲知其所以然，一個愛好單車運(yùn)動的人不可能不去了解性能配置知識的，否則就是葉公好龍。DIY單車的個性化遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于品牌成車，因?yàn)閭€體差異的緣故，消費(fèi)者對自行車的要求是千差萬別的，以山地車為例，有的人非常注重車子的顏色搭配、而有的重視前叉避震的潤滑、有的看重變速系統(tǒng)、有的要求輪胎的抓地性好、有的注重 V剎還是碟剎……等等，這些都是品牌成車所無法提供的。
/ | V, i; p$ n3 `; C9 y　　 4、零件匹配性 7 k% h. E8 V Q: R) j! X
　　為了能讓盡可能多的零配件相互匹配，裝車市場上流通的配件基本都符合通用的尺寸。而品牌成車有時出于節(jié)省成本或某種目的會裝上一些非通用的尺寸的配件，最后造成車子升級的困難，或不得不繼續(xù)選擇該品牌的配件。
4 h7 H% R2 P5 J! i# x* B% ~ 綜上所述，DIY單車無論從性能配置還是價格（也就是消費(fèi)的核心：性價比）上來說，更具靈活性，更能夠滿足消費(fèi)者的各種需求，這也是DIY單車行業(yè)能夠迅速發(fā)展起來并能夠占領(lǐng)市場的重要原因。
2 m. Z+ {% _0 H4 T! n! ]8 E+ |- d6 N! m) S: G1 n) U
單車運(yùn)動是一項(xiàng)需要品味和知識的高雅運(yùn)動。3 Y8 S5 q$ L7 o" W4 k" `. U! b1 Y1 f0 }
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作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-13 13:34
對于無限的知識而言，人的認(rèn)知能力總是有限的；但是對于某些有限的知識而言，人的認(rèn)知能力卻是可以無限發(fā)揮的。5 R; e: [7 U+ J# D. T# u. ?' u M

( E+ Q! u" {( K& q* p* |/ D不管玩什么，總是要玩得明白些才好。
* X$ T: v1 j J- I' f+ b - A) {2 }( ]4 q) I% B+ J
奉告那些跟風(fēng)起哄的人：無知不是你們的錯，但是把無知當(dāng)成個性就一定會錯的了。% h- l6 s$ R/ o) Y

作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-17 22:35
:$
作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-18 17:38
想懂的一聽就懂，不想懂的再教也難免悲催。:lol
作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-18 23:59
:lol
作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-20 10:28
{:4_270:}
作者: 目空一切 時間: 2011-4-20 12:20
{:4_271:}{:4_271:}
作者: 機(jī)場人家 時間: 2011-4-20 18:36
回復(fù) 目空一切的帖子
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7 {9 t& s% k: x$ `& F- S- J:handshake
作者: 鐘馗之師 時間: 2011-5-5 22:51
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