㈠ 如何识别铝镁钛合金门
这个外观拿不准
找个行家或者物理老师
㈡ 碳钢和钛镁合金那个车架好
从材料的密度来看,碳钢的密度为7.8g/cm3,铝为2.7g/cm3, 镁为1.74g/cm3 钛为4.51g/cm3。
相同体积专的材料碳钢是最重的。
铝镁合金属和钛镁合金的重量,主要还要知道组成合金的材料比例才能确定谁轻谁重的。
㈢ 自行车车架的材质
车架材质从最早的铬钼钢、进化到铝合金、然后是复合材料的运用如碳纤维,其他还有钪合金、镁合金、钛合金等,业者不断研发新材料配方,提升管件与结构设计能力并创新加工技术,只为了让车架更轻、更强、更舒适且更流线美观。密度是决定车架重量的关键因素之一,密度愈低,车架可以做到愈轻,铬钼钢的密度为7.9,铝合金为2.6-2.9,钛4.5,钛合金4.3-5.1,碳纤维复材1.6,镁合金1.7,由此可知铬钼钢的密度最高,碳纤复材最低。然而车架除了重量外,还要考虑拉伸强度,弹性系数等,所以虽然密度低,但强度不够也不行。 目前可以制造自行车车架的材料主要有以下几种:钢,铝合金,钛合金,镁合金,钪合金,碳纤维等等,一般市场上出现的车架主要有钢,铝合金,钛合金,碳纤维。钪合金和镁合金是最近的新兴材料,比较少见。 以下将介绍各种材质的特点:
铬钼钢车架
在碳钢中加入一种或一种以上合计元素所成之钢为合金钢,加入钼(Mo)和铬(Cr)两种元素称为钼铬合金钢。钼的作用:使钢的强度提高,防止回火 脆性。铬的作用:耐腐,抗锈,防止高温氧化。
目前钼铬合金钢抽管加工名称:
BUTTED(一次抽管)或称二次元 ,两种管壁厚度。
DUBLE BUTTED(二次抽管)或称三次元 ,三种管壁厚度。
TRIPLE BUTTED(三次抽管)或称四次元 ,四种管壁厚度。
抽管的作用在使钢管中薄边厚的拱桥形状,强度不变,重量减轻,金属性更强。
90年代以前,自行车车架以铬钼钢制的为主流。它的扭曲性能及拉伸性能好,焊接时高温也不会影响素材,价格便宜。但重量重,容易被氧化。近年来出现克服了它的欠点,发挥优点的新素材,铬钼钢车架再次受到注目。 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。然而现今许多合金钢材已可在刚性、弹性系数、传动性、稳定性上得到很好的效果,唯一美中不足的依旧是重量较重。钢材中以铬钼钢最普遍,其强度高且易于抽管加工。钼可使钢的强度提高、防止回脆性;铬可使钢耐腐蚀、抗锈及防止高温氧化。
碳纤车架
碳纤维强度高,质轻,是新生的材料,严格来讲是复合材料,其并非单一材料组成,其他树脂,玻纤,铝合金等,可依特性混合或搭接使用,是目前重量最轻的车架材料,碳纤维管是由一丝丝纤维线织成碳纤布后,一层层锩管而成再经加工处理搭接组成。
碳纤维不是金属,而是一种复合材料,利用碳纤丝编织成布,经过预浸树脂的过程成为预浸布,再将预浸布裁型然后叠层并入模式加热成型,可依需求制成各种形状的车架。其特性是轻量、较具弹性(吸震佳)、骑乘感稳定、长途循迹持续感佳、舒适性高、工艺变化多,但表面硬度不佳,当施予之外力高于其破坏强度时,会造成断裂。再者,近年来由于碳纤纱需求大增,造成材料短缺,因此价格居高不下。轻、能吸收地面的冲击、素材的反拨力快等,是理想的自行车车架素材。碳纤维的等级,吨数越高弹性也越高,价格也贵。制造方法有几种,例如在模具上沾上粘合剂,重叠碳纤维,热处理、凝固、成型等。
钛车架
钛合金的特性类似铝合金与碳纤维的综合,它有类似碳纤维的弹性,也有铝合金般的轻巧与刚性,且而腐蚀不生锈、骑乘感佳,但缺点是材料成本昂贵,因为钛的提炼与加工过程复杂、焊接技术难度高,因此价格居高不下而无法普遍化,多用于小管径的车架。一般车架多采用3AL、2.5V或6AL-4V的钛合金。 钛的比重比钢轻55%,不容易氧化。为了提高拉伸强度,有混合铝、钒等的钛合金。
钛(Ti)在地球上的存量为金属中第四位,钛及其合金,强度蓖美合金钢而重量及强度仅其一半,加上优越的耐腐性,成为军事及航空、太空工业所必要材料,目前钛合金管用在自行车上的普遍性不高,因其冶炼成本高,焊接等加工技术不易,焊接要在真空中进行等加工复杂,故价格偏高,难以广泛使用。
铝制车架
铝是地球上存量最多的金属,其质轻、耐腐、强度适当,使科学家预测未来或许取代今日的钢铁之地位。铝与其他金属合成为铝合金,其中以铜最普遍,铜在铝合金中的用途,如碳在钢中一般,但耐腐用途之铝合金则不可含铜。铝的特性原本是极易氧化,幸而它在空气中氧花的结果形成一层极细密的AI2 O3 膜,可以保护内部不再氧化,因此耐腐性反而比铜铁高,所谓阳极处理,既在铝制品 表面生成一层光量AI2 O3 膜即美观又可防腐。此外,铝合金表面易行发色处理棵,生长一层具颜色之皮膜,可以得到所欲的颜色。
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。铝管道趋向大口径化,为了缓和过于强的刚性,目前座管及车叉采用吸收冲击力强的碳纤等的受人注目。
碳钢:
未故意添加任何合金元素的铁(Fe)--碳(C)合金为碳钢,碳在钢中有提高强度的作用,含碳量越高,强度越好,但含碳量高于0.8%时,含碳量越高,钢越脆,因此在车架及前叉的材料为强度适中,塑性佳,易加工的中低碳钢,碳含量约0.25%---0.35%。
镁合金:
镁是极易燃烧的金属,早期摄影用镁光灯,即燃烧镁粉所造成强光,镁合金的重量及强度约为铝合金的2/3,虽然轻,但不易加工,且较脆,所以目前除ROCK-SHOX避震前叉外壳使用镁合金外,一般车架,极少使用。
㈣ 我要买自行车镁合金和高碳钢的好投票吧,
当然高碳钢,镁合金强度不是一般的差。
㈤ 铝合金和碳钢的山地车从材料和价格对比,哪个更好点
碳纤维的比较专业,铝合金的比较便宜,碳钢要看纯度,相同情况,碳钢的要比铝合金好。
目前可以制造自行车车架的材料主要有以下几种:钢,铝合金,钛合金,镁合金,钪合金,碳纤维等等,一般市场上出现的车架主要有钢,铝合金,钛合金,碳纤维。钪合金和镁合金是最近的新兴材料,比较少见。
碳钢:
未故意添加任何合金元素的铁(Fe)--碳(C)合金为碳钢,碳在钢中有提高强度的作用,含碳量越高,强度越好,但含碳量高于0.8%时,含碳量越高,钢越脆,因此在车架及前叉的材料为强度适中,塑性佳,易加工的中低碳钢,碳含量约0.25%---0.35%。
铝制车架
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,也由于其宁敏轻巧、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。铝管道趋向大口径化,为了缓和过于强的刚性,目前座管及车叉采用吸收冲击力强的碳纤等的受人注目。
㈥ 山地自行车车身材质什么好
车架的材质主要有铬钼钢,铝合金,钛合金,镁合金,碳纤维多和碳钢这六种。
铬钼钢,碳钢,优点:焊接容易,价格便宜,对冲击的吸收液比较好,外观漂亮,造型通常比较经典。缺点:钢材的最大缺点就是容易被腐蚀,所以防锈是个大问题,而且钢材的车架相对要重一些。
铝合金车架,优点:重量比较轻,不容易发生变化,加工比较容易,价格相对也较便宜。缺点:需要进行热处理才能增加强度,疲劳性比较差。
钛合金车架,优点:车架比较轻,强度大,而且骑感比较好,防腐蚀性高。缺点:价格比较贵。
镁合金车架,优点:加工性比较好,车架比较轻。缺点:刚性不够强,而且成本高,目前比较少见这类车架。
碳纤维车架,优点:车架比较轻,对冲击力的吸收比较好,而且可以轻易制作任何形状的车架。缺点:设计是应力的计算比较复杂,定型后尺寸不易更改,容易老化。
根据各种材质车架的特点来看,如果是以追求舒适为主,而且喜欢经典造型的人,而且要求不高的朋友,钢材的车架当然是最好的选择,比如迪卡依钢架山地车,如果是追求中等性能和轻量级的车子,预算不高的话,选择铝合金的车架最好不过,比如永久铝合金架山地车也是很不错的选择。
在所有材质的车架中,质量比较好,而且比较耐用多性能也很不错的就是钛合金的车架了,质感也是很迷人的,另外碳纤维的车架也是很不错的选择,这两种车架的车子适合做竞技使用,但是通常价格都比较昂贵。
㈦ 我要买自行车镁合金和高碳钢的好投票吧,
碳钢
未故意添加任何合金元素的铁(Fe)--碳(C)合金为碳钢,碳在钢中有提高强度的作用
,含碳量越高,强度越好,但含碳量高于0.8%时,含碳量越高,钢越脆,因此在车架及
前叉的材料为强度适中,塑性佳,易加工的中低碳钢,碳含量约0.25%---0.35%。
碳纤维 (CERP)
碳素纤维的学名叫“聚丙烯晴基碳纤维”由碳纤维与相关的基体树脂(如环氧树脂)备制的复合材料其多项物理力性能如:比强度、比弹性率等可以与金属媲美,但是比重却比金属轻得多。碳纤维车架的特徵是「轻、不弯曲、冲击吸收性好」,但是,充分发挥碳纤维的优异性能,在技术上看起来不是那么容易,各碳纤维材料厂家之间的品质差异也较大。自行车厂家考虑到成本问题,不大可能使用高等级的碳纤维来制作车架。虽然存在上述的现实问题,但是碳纤维车架还是具有其他素材所没有的优点,可以制造8、9kg左右的轻量自行车,这种碳纤维轻量自行车,登坡时最能体现其优点,登坡顺利而爽快。而不会像一些轻的铝合金车架,登坡时感到有一种向后拉的力量。
碳纤维是把碳纤维用树脂凝固成形的东西。非常轻,但它是具有方向性的材料(拉伸强但容易断),因此采用把薄料层层重叠的方法来解决缺点。
通常每束含3000根碳素纤维的称为3K编织的碳纤维布,按照每平方厘米的编织密度计算可分为:5束、6束、7束、8束等,其单层厚度约在0.25——0.29mm之间,密度越大、厚度越厚。每束含1000千根的称为1K,其编织密度会大大超过3K碳纤维布,但是它的厚度却只有0.15—0.2mm左右。由于工艺复杂1K碳纤维布的价格几乎是3K碳纤维布的3倍,也许是性价比的缘故,多数制造商均采用3K碳纤维布制作。
●碳纤维车架的优点
(1).可以制作重量轻的车架
碳纤维车架是把碳纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。碳纤维车架非常轻,这是它的密度和强的拉伸强度构成的。
捷安特的碳纤维车架非常轻,2000年的型号1.2kg重
(2).冲击吸收性好
碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿,或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它的吸收冲击力优异的性能,制作不用避震器的自行车。如SCOTT厂的ELEVATED车架是著名的。但是各个厂家之间的品质差异较大,有的很硬,因此这种车架乘骑后才能知道好或者不好。
(3).可以制造各种形状的车架
碳纤维的基本成型方法是,在模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固。可以制成各种形状的车架。如TREK的Y车架是著名的。
●碳纤维车架的缺点
(1).复杂的应力计算
构成碳纤维车架的是碳纤维,它的特点是拉伸强度强,但剪断强度弱,加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性),根据计算把碳纤维片重叠成型。加工技术各厂家各异,应选择有经验而可靠厂家的制品是很重要的。
(2).难于更改尺寸
由于作好模具后成型,难于更改尺寸。无法相应多尺寸多款式的订单。
(3).老化?
使用树脂因此会不会老化?这是一个存在的课题,它放置在阳光下时会逐渐变白。当然这种现象关系到厂家的技术。最好不要放置在阳光下。
CrNiMo铬钼钢
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。它的性能如下:
○淬火性好。
○对回火处理的抵抗性大。
○回火脆性倾向少。
○高温加工性好,加工后美观。
○熔接性好。
●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。尤其是7075是特超硬铝(制造飞机的材料),但是它的焊接难度大,耐腐蚀性差(会发白)等。下表表示使用最多的7005和7075合金的机械特性。表中的有关热处理以如下数字来表示:
-0:完全退火
-T5:人工时效(无溶体化处理)
-[T6]:溶体化处理后人工时效
-T7:溶体化处理后稳定化处理
-T8:溶体化、硬化加工、人工时效
●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。
●铝合金的分类 : 工业上对铝合金有一个以4位数规格编号来表示其材质,特性与主要用途如下列:
1000系列 纯铝(Al含量(质量分数)不小于99.00%) :
1050,1070
高纯铝、电导性、热传导性、耐蚀性
导电材料、热交换装置 化工类装置配管。
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2000系列 以铜为主要合金元素的铝合金 :
2011,2014,2017,2117,2024
切削性优秀、高强度、 耐蚀性不强
杜拉铝总称、切削材、零件螺丝等结构材、飞机材、锻 造用素材、汽机车油压零件、运动用品 。
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3000系列 以锰为主要合金元素的铝合金 :
3003,3203
耐热性比纯铝好、强度高、耐蚀性良好
化学装置配管、热交换装置、 复印机用感光筒。
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4000系列 以硅为主要合金元素的铝合金 :
4032
耐热、耐磨耗性良好
VCR 磁头、活塞构件、锻造用。
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5000系列 以镁为主要合金元素的铝合金 :
5052,5056
中强度合金、耐蚀、熔接性良好
化工业配管、机器零件、照相机镜筒。
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6000系列 以镁、硅为主要合金元素,并以Mg2Si相为强化相的铝合金 :
6061
耐蚀性优秀的中强度结构合金,可熔接、加工性好
路上车辆、船舶、海上运输机材、道路用建材、运动用品等。
6063
耐蚀性、表面处理性良好、挤压性优秀
占挤压材的大半建材、建设材、装饰品材、家电制品材及其他一般泛用品。
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7000系列 以锌为主要合金元素的铝合金
7005
中强度
熔接用结构合金、车辆、汽车、机车零件。
7075
称为超杜拉铝、为最高强度合金、耐蚀性、熔接性差
高强度用材: 飞机等机械零件、运动用品等。
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8000系列 以其他合金元素为主要元素的铝合金
8090,8091
实用合金极少
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9000系列 备用合金组
9000系列铝合金材质,是被美国国防工业保护,目前自行车工业只有 Klein 及 Trek 有在使用, 9000系列铝合金材质特性是超轻、超高强度、熔接加工性优良,大多用在航太工业上。
●铝合金在自行车产业的运用
在自行车工业上有用到的铝合金材料的零件实在是非常的多, 举凡看得到的金属零件部分将近95%皆可以使用铝合金材料。像是轮圈 、辐丝头、花鼓、曲柄、歯盘、飞轮、车手、煞车夹器、龙头、座管、座垫弓、前叉碗.....等等。
大部分的材料皆是2000、5000、6000及7000系列,车架及前叉部份则以7000系列用的最多。
另外在2000及6000系列的部分也用的很多,例如车手、煞车夹器、曲柄、龙头、座管....等等。铝合金材料的大量运用在自行车工业上也不过是近 20年来的事,虽然铝合金材料已经在自行车工业上使用很久了,但是加工层次的进步及普及才是铝合金材料被大量运用大力的推手。
以台湾为例:铝合金自行车车架是约1986年出现, 当时热处理及焊接技术尚未成熟,大家对铝合金的特性也不是非常了解,但是经过4-5年的摸索,大家已经能抓到生产的窍门并开始大量生产了,尤其是在管材及加工层次的运用。
但是各位一定会问到:铝合金这样软的材料如何可以做自行车的车架及其他的零件呢 ?
答案很简单,那就是将铝合金变硬就好了。也就是说加上[热处理技术]的过程,就可以将铝合金材料变硬了,这样一来就达到自行车车架及其他零件的安全标准了。
钪合金Sc-Al
Sc-Al中间合金,铝镁基合金的最有效改进剂;生产导弹和制造航天器、汽车、船舶等的特种合金。钪对铝合金具有非常神奇的合金化作用,在铝中只要加入千分之几的钪就会生成Al3Sc新相,对铝合金起变质作用,使合金的结构和性能发生明显变化。加入0.2%~0.4%Sc可使合金的再结晶温度提高150~200OC,且高温强度、结构稳定性、焊接性能和抗腐蚀性能均明显提高,并可避免高温下长期工作时易产生的脆化现象。
通过添加微量钪有希望在现有铝合金的基础上开发出一系列新一代铝合金材料,如超高强高韧铝合金、新型高强耐蚀可焊铝合金、新型高温铝合金、高强度抗中子辐照用铝合金等,在航天、航空、舰船、核反应堆以及轻型汽车和高速列车等方面具有非常诱人的开发前景。据报道,在该方面研究最早、最深入的俄罗斯已经开发出了一系列性能优良的铝合金,并正在走向推广应用和工业化生产。1420合金已广泛用作米格-29、米格-26型飞机,图-204客机及雅克-36垂直起落飞机等的结构件。1421合金还以挤压异形材的形式用于安东诺夫运输机作机身的纵梁。此外,美、日、德和加拿大以及中国、韩国等也相继展开对钪合金的研究。近几年,美国已将钪铝合金用于制造焊丝和体育器械(例如棒球和垒球棒,曲棍球杆,自行车横梁等),钪铝合金制造的棒球棒和垒球棒已在多项世界大赛及夏季奥运会的比赛中得到使用。
由于钪的熔点(1540℃)远比铝的熔点(660℃)高,钪的密度(3.0g/cm2)则与铝的密度(2.7g/cm3)相近,曾考虑用钪代替铝作火箭和宇航器中的某些结构材料。美国在研究宇宙飞船的结构材料时要求在920℃下材料还应具有较高的强度和抗腐蚀稳定性,且比重要小,据认为钪钛合金和钪镁合金是具有熔点高,比重小和强度大等特点的理想材料之一。钪也是铁的优良改化剂,少量钪可显著提高铸铁的强度和硬度。钪也可用作高温钨和铬合金的添加剂。
镁合金
镁是极易燃烧的金属,早期摄影用镁光灯,即燃烧镁粉所造成强光,镁合金的重
量及强度约为铝合金的2/3,虽然轻,但不易加工,且较脆,一般车架,极少使用。
镁是工程应用中最轻的金属结构材料,其密度仅为1.8克/厘米3,是钢的1/4,铝的2/3。由于镁合金质量轻、比强度和比刚度高、阻尼减震性好,还具有优良的切削加工性能,在航空、航天、汽车、轨道交通和电子工业中具有十分广阔的应用前景。虽然镁元素的发现时间同铝接近,相对于全世界年用铝量2700万吨的水平,镁的使用量还较小,因此发展镁产业还具有巨大的机会和潜力。在镁科学与技术研究方面,全世界包括西方发达国家对镁的研究和开发还十分有限,国内与发达国家的差距远远不如在铝和钢铁方面那么大,只要我们抓住机会,开展原创性的研究开发工作,完全有可能在镁产业发面实现跨越发展,形成创新—设计—制造的完整产业链。