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鋼、鋁、鈦、碳哪個材質是你最理想的自行車架?

發布時間:2023-09-23 人氣:358

  鋼、鋁、鈦、碳纖維是現在自行車車架比較常用的材質,每一種材料的都有它的優點和缺點,只能說合適自己的才是最理想的。

  用于自行車的所有金屬都是合金。沒有純鐵(鋼是鐵和碳的混合物)、純鋁、純鈦制造車架的,碳纖維略有不同。

  車商經常會提到使用航空級金屬——但實際情況是,無論是用于飛機還是自行車車架,這些所謂的級別只不過是指定的合金都必須符合的某些質量要求。聲稱由“軍用級”材料制成的自行車與不是由“軍用級”材料制成的自行車之間可能沒有區別。

  決定自行車車架的兩個主要因素:剛性和韌性。剛性越大、越不容易變形,但是會直接斷裂(剛性通常通過楊氏模量(Young's modulus)決定,楊氏模量越大,越不容易發生形變。)。韌性:材料的韌性與剛性相反,堅韌的材料更具延展性,因此比斷裂更容易變形。出于安全考慮,車架最好能在斷裂前先變形,因為這可以作為對即將到來的騎手的警告。

  鋼

  鋼是所有工程材料之母。它非常耐用且制造成本低廉,鋼框架的減震效果也很好,同時易于被修復。

  鋼的剛性是鋁的三倍,是鈦的兩倍。

  同時鋼容易生銹,當然不銹鋼在很大程度上解決了該問題。

  由于密度較大(相比較其他材料)所以鋼架車更重,隨著超高強度鋼(UHS)的引入,使得鋼管可以做的更薄,理論上如果管子足夠細,

  就可以制造出重量與現在最輕的車架差不多的車架。然而,耐用性會受到很大影響,因為這種薄壁管非常容易凹陷、損壞和彎曲。組裝薄壁管也也比較難以組裝,焊接產生的熱量會影響熱處理并降低焊接區域的強度。

  鋁

  鋁的剛性僅為鋼的1/3左右。

  鋁比鋼輕,對于其結構目的來說足夠耐用,非常實用,最重要的是,價格實惠。

  自行車行業使用的主要鋁合金有兩種——6061和7005(根據合金的成分不同命名)。后者相對便宜一些。由于6061更具延展性,制造車架的時候,可以很容易液壓成型,這種現成且經濟高效的金屬更適用于入門級自行車車架,但也用于高性能車架。

  鈦

  鈦的剛性是鋼的一半。

  鈦的密度是比鋁大比鋼輕,大約是鋁的兩倍,是鋼的一半左右。因此它更像是鋁跟鋼的一種折中產品。

  鈦起源于航空航天工業,在那里被廣泛使用。3Al-2.5V是使用最廣泛的合金,但也存在性能更高的6Al-4V。

  它非常耐磨和耐腐蝕,這也是它經常未上漆的原因。

  提煉和加工的成本較高,所以大多數制造商并沒有廣泛的使用這種材料。

  碳纖維

  碳纖維是一種復合材料,它是由至少兩種不同的材料組合而成的材料,通常具有不同的物理和化學性質。

  碳纖維由于足夠輕,同一尺寸內剛性足足是鋼的三倍

  碳纖維的重量約為1.55 g/cc,幾乎是鋁的一半。

  碳纖維是一種“脆弱”的材料,材料一旦出現問題就會無法再繼續使用,但是碳纖維的輕盈和剛度使其成為自行車車架的首選材料,尤其是在競技自行車比賽中。

  其他材料

  雖然碳纖維、鈦、鋼和鋁是迄今為止自行車車架最常用的材料,但也有一些更罕見的選擇。

  鈧:鈧車架實際上是一種鋁合金,含有少量鈧,以及其他金屬。鈧含量可以提高合金管的強度。

  鎂:一些自行車和自行車零件是由鎂合金制成的,鎂合金比鋁更輕,也更堅固,但硬度較低。它在1990年代初達到鼎盛時期,當時Kirk Precision鎂合金自行車車架參加了環法自行車賽。

  竹:作為天然材料柱子也被用來做自行車架,用戶評價似乎不錯,因為良好的減震,但是竹子的車會更沉重一些。

  亞麻:亞麻也被用作自行車車架的組成部分,通常與碳纖維結合使用,因為據稱它比單獨使用碳纖維更好地吸收振動。LOOK 765耐力自行車系列就是用的這種纖維。

  在所有材料中,鋼用于自行車車架制造的傳統歷史最悠久。它在20世紀末和21世紀初經受住了鋁的“挑戰”,但現在面臨著來自碳纖維的更嚴峻的挑戰。