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小弟发现车辆的底盘材料基本为铝合金制,: K( ^* p/ b7 [5 n( I 但有的是7075 T6铝,有的是6061 T6铝& s! h5 R* e! n 有什么区别?$ C# q$ t ~3 e! v- Q 哪个好? 小弟查了些资料,与大家共享:. C" E0 I7 g6 H" a8 E , N) S0 @2 M) P2 {9 U 材料的常用知识 1 H( | B8 q a 首先了解一下金属材料的常用语。 2 A( c' M( T& ^: T& |/ @# ~ 应力以及变形 (1).应力的定义=σ=负荷/断面积 (即：单位面积上所能承受的重量)+ g5 `. H: n* y 虽然负荷大，但是可以增加厚度来降低断面积上的应力。3 ~! J! V* [/ @1 y; n% w2 ] (2).受应力之后，用于车架的材料会变形。其变形可分为弹性变形和塑性变形。 弹性变形：虽然变形，但是除去应力后恢复原状。/ a) n4 x2 M {& O5 _7 y8 R 塑性变形：变形后除去应力也无法恢复原状。 (3).弹性率：弹性率所指的是像弹簧一样变形的材料的低抗程度。弹性率高的材料硬，承受负荷后变形也少；弹性率低的材料较软，承受负荷后变形较多。 ! Z: A h. L4 T" Q7 r1 N V4 R 弹性率以杨氏弹性模量来表示。数据越大弹性率越高。 下表为各种材料的杨氏弹性模量。 1 r, x2 O t8 n$ i 用在自行车上的材料 杨氏弹性模量(GNm^-2)0 E) {! ], w) x. @: ? l 铬钼钢 (低合金钢) 200-207 铝合金 69-79 钛 116 7 q( p5 W I6 R9 |: S 钛合金 80-130 碳纤 70-200 镁合金 41-45 . ~9 R6 h1 _$ N/ [ ' l+ G/ k5 U. Y; N- ` 从上表可知铬钼钢的弹性率最高，镁合金的弹性率最低。 弹性率将决定材料刚性的强弱，对车来说该数据是很重要的。 T7 l: i i8 U 8 T, W) b9 d( ]8 p6 ~# c8 |% ]) k 屈服强度、拉伸强度 屈服强度：是弹性变形的极限，也叫屈服点。增加应力到一定程度时成为塑性变形，也就是变弯了。 拉伸强度：指的是增加应力到一定程度时不单是成为塑性变形，还被拉断。 ( u/ K& k9 i. ~9 Y# [1 [ 材料的拉伸强度 9 z: y2 L3 |' P2 ?" Q 材料拉伸强度(（MPa，N/mm＾２） 9 { y- i0 z4 H/ d* j0 _/ W& Z SCM415 (铬钼钢) 834以上 6061 (6000系铝合金) 无热处理的场合 100以上* f, p8 L. M0 r/ ^/ Q6 [ 有热处理的场合(T6) 246以上 " Z& z( |& E$ ~ 7005 (7000系铝合金) 有热处理的场合(T6) 345以上 $ V) d% X8 [$ g1 B 7075 (特超硬铝，飞机合金) 无热处理的场合 230以上 有热处理的场合(T6) 597以上 * R, B% C9 g/ c6 f CPTi (纯钛) 有热处理的场合(T6) 597以上 : `1 Q- m) N8 D' Q/ g 用的较多的纯钛为如下： PTT800 8001 B( ~' \+ M! ^% V1 r$ N5 i Grade4 588～753; w0 C% [# B$ l# a UTT75 7531 M/ \! I7 [2 o7 d 8 X: A5 K% u5 G/ } 3-2.5Ti （３％Al－2.5V Ti合金） 685以上( v2 s( v, Y( l# w 1 z5 L. ~! C5 \5 m% u 6-4Ti （６％Al－４V Ti合金） 有热处理的场合(时效) 1160 无热处理的场合 980( w# q9 W5 S6 {+ K2 P 2 o8 | u/ i9 y- R' b0 I7 h# c 0 N7 ~7 v4 G) Z% ?5 Y 密度 密度是单位体积的重量。密度是决定车架的重量时重要因素之一。设计轻的车架时不可勿视的数据。但是密度小不等于车架轻。 , v( }3 ^. b) c- u8 A 材料 密度（g/cm＾3）铬钼钢(低合金钢) 7.9 铝合金 2.6-2.9 ) ^, C- V# [! U5 e* J5 v 钛 4.5 钛合金 4.3-5.1 碳纤 (CFRP) 1.5-1.6 镁合金 1.7 从上表可知铬钼钢密度最高，镁合金最低。密度低的话，可以制作轻车架，假若这样认为的话只讲对了一半。还要老虑拉伸强度、弹性率等因素。虽然密度低，但是强度不够的话也不行，密度低1/3不等于重量也轻1/3。 7 S: {9 C/ _% ` 铝合金 （Al-Mg-Si, Al-Zn-Mg-(Cu)） 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，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。 3 N# G- b" G) m1 c5 f% c" q a( e3 m: `9 u/ a! C9 A2 [' m 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。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。9 U. O$ j& x; N4 g+ H: h 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。3 B5 \- K0 u) [2 {. R0 p ) [! u2 P8 i7 P0 G# e; ? 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。0 ]4 f& W. S# Q- q2 y! I5 L 表中的有关热处理以如下数字来表示： -0：完全退火; y) c6 u1 L4 |1 q' y4 p -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 $ L! R2 s" w( E+ |! n 6061合金的机械特性& P/ j$ @8 E) S8 E/ o 热处理 伸长强度(MPa) 耐力(MPa） 伸长（％） 剪断强度(MPa）布氏硬度 疲劳强度(MPa） T5 190 148 12 119 60 67 T6 246 218 12 155 73 67 T83 260 246 11 155 82 - + X x- I/ e# ^2 _4 D% q. A 7005，7075合金的机械特性2 V* Z# @& ?7 ^7 F, q1 V 合金名称 热处理 伸长强度(MPa）耐力(MPa）疲劳强度(MPa）伸长（％）E(GPa） ) O( U }- T- U. N: ~/ @0 L 7005 T53 345 305 130(7003) 10 74(7003) " A# _8 o0 R- h& s$ E, D3 _, I+ q 7075 0 230 107 163 17 74 4 G) _: ]" ]7 T" C) Y) b9 R T6,T651 597 526 163 11 74 0 n* t" h* g9 `5 v+ M) g% w2 n ●铝合金车架的优点 (1).可以制作重量轻的车架# O7 w; Q/ u! X 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，若没有经过这个程序的车架，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。 $ _) Q' s+ k; M5 w" l5 K 有7075标志的车零件，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。: g5 f* x6 a) e" y) }; } (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)。/ G# S" \/ e# ^ 这种材料制造的车，使用次数越多，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！根据公开的数据，能提高140%。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。4 L+ ~2 P9 Q* D. _' S$ U6 c $ G+ E% ]# L* Z/ Y! \. u ●铝合金车架的缺点8 p, `' u; k$ S# V, K# _0 E (1).铝是弹性率及刚性低的材料。0 Q, e3 a E X/ T# C (2).需要进行热处理 必需进行热处理，否则强度不够。尤其是6000系的铝合金。+ k- `$ v' w4 L 6 g E% z# m4 A* I2 N4 |2 k 碳纤维(CERP) 碳纤维车架的特征是「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。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它素材所没有的优点，可以制造轻量车。# |) {/ Q. v( L6 a/ i& S5 u6 l 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。 ●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。 (2).冲击吸收性好+ R! \# _9 r" m( Q9 o/ J7 V6 O# T 利用它的吸收冲击力优异的性能，但是各个厂家之间的品质差异较大，有的很硬，因此这种车架使用后才能知道好或者不好。 X& Y8 {1 ]6 E8 {6 h* z+ n (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。 L+ N, X2 z) d: t) v 6 X2 m& n: j2 T4 M4 v0 a ●碳纤维车架的缺点 (1).复杂的应力计算" K" g+ D# ^/ H! P' Q9 v2 {+ c 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。( b2 P, ~9 b2 q& g# D (3).老化？8 a7 s5 w% G, O! u) Z8 } 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。) I8 `: G0 j* }6 ] 1 g1 \/ ?, ~3 T8 t2 R& s2 U7 v 理想的车 ( S; H0 |1 z& A# S7 k 7 G4 I d( J/ O8 e; s' L ●材料的选择. C% f' Z+ K1 P5 ] L6 ^ 已经介绍了几种材料，总地来说，要轻的是铝制的，冲击吸收性最好的是碳纤。钛合金制的上述各种性能都不是最好的，但是为什么对它感兴趣呢？因为它是有前途的金属。# [% ~2 N% b( ~$ Y 1 _) j9 s& b: s4 W6 q ●铝是没有疲劳极限，为了降低应力应该增加厚度。但是为了单纯地谋求轻薄，使用强勒的新合金来制作车架。从外观来看这些制品使人引起很不错的错觉，但是疲劳寿命将是如何呢？铝的薄壁程度已经到了极限，不可能再薄下去。进一步来说，车摔时，因它塑性变形量少，破断时很可能发生一口气的脆性破坏。 ●碳纤维制车是有前途的，通过应力计算会找到最适合的加工条件。另外是信心问题，假若厂家应该提供可信赖的割裂、耐用等数据时，需要量会增加。2 u: u2 r v3 _$ W* {( d7 v ●钛还有发展的余地，钛必定会夺去铝的"轻量王"的宝座。将来最理想的是钛制车？# n0 b9 V* H. O2 \5 U; K: Z 选择的钛合金是下述的β合金Ti-15Mo-5Zr-3Al (在TI中添加15%的Mo，5%的Zr，3%Al)。 * E+ R2 G. q5 N0 a' \ V; ^" L 其他材料如镁、不锈钢等不在此记述。这些材料也许将来会有新的突破也说不定。 " R# b, J" \& U; p5 G- w 在此例出各素材的拉伸强度，从下表可知笔者所选的钛合金是多么优秀。+ j; U2 G. g; n. t6 Z4 y+ s9 Q 合金名称 拉伸强度（MPa） 伸长（％） PTT800(纯Ti) 800（通常纯Ti为550） ＞185 e' C3 x/ E$ x1 [0 Z/ Y/ @4 [ Ti-3Al-2.5V 685 ＞20 Ti-6Al-4V 1160 10 SCM415 ＞830 ＞16 Ti-15Mo-5Zr-3Al 1470 14* e* A1 [3 U$ a" ]$ g [ 本帖最后由 jovi 于 2006-5-22 03:53 PM 编辑 ] |
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密度 . H! r. b% {# R, H! q; A K% P 6 |' F, _* H! W+ {& w 密度是单位体积的重量。密度是决定车架的重量时重要因素之一。设计轻的车架时不可勿视的数据。但是密度小不等于车架轻。 材料 密度（g/cm＾3） / }7 h" T7 [6 B' g" a2 E# V 铬钼钢(低合金钢) 7.9 & }( r7 i2 W, J 铝合金 2.6-2.9 1 n- q. T; i h 钛 4.5 * d" M# n0 f8 h: y6 V: K 钛合金 4.3-5.1 碳纤 (CFRP) 1.5-1.6 2 a+ B; e% o7 z ?. R 镁合金 1.7 ) n) l0 O& @5 [3 D s3 u% ` , ^ \& }3 n6 c 从上表可知铬钼钢密度最高，镁合金最低。密度低的话，可以制作轻车架，假若这样认为的话只讲对了一半。还要老虑拉伸强度、弹性率等因素。虽然密度低，但是强度不够的话也不行，密度低1/3不等于重量也轻1/3。 g+ g+ U' P/ v, j( R& S# j( t |
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铝合金 （Al-Mg-Si, Al-Zn-Mg-(Cu)） 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，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。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0 q0 ^; }1 o1 h5 o+ @ -T5：人工时效(无溶体化处理)/ r0 g$ K7 P3 s -T6：溶体化处理后人工时效 -T7：溶体化处理后稳定化处理! }* t2 k: b: l0 p -T8：溶体化、硬化加工、人工时效9 u+ t8 [0 j1 r4 c* j% U! \$ w + E' K# m) g( w- \: ~, F 6061合金的机械特性' m' ^& K, [9 t8 j. M. P. O4 R, c 热处理 伸长强度(MPa) 耐力(MPa） 伸长（％） 剪断强度(MPa）布氏硬度 疲劳强度(MPa）" i: v+ S% u% R1 W% z 5 |6 @; M+ ~% h0 L T5 190 148 12 119 60 67 T6 246 218 12 155 73 67 T83 260 246 11 155 82 - 7005，7075合金的机械特性 合金名称 热处理 伸长强度(MPa）耐力(MPa）疲劳强度(MPa）伸长（％）E(GPa） . l% Z8 C5 B# u5 l 7005 T53 345 305 130(7003) 10 74(7003) 7075 0 230 107 163 17 74 T6,T651 597 526 163 11 74 |
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●铝合金车架的优点 (1).可以制作重量轻的车架2 Z' \1 T, G& R$ b . |( p! S, d, ^" f( o 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，若没有经过这个程序的车架，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。! \% m9 j/ u( Q- H; ^ V& k 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。 / ]) M8 ~9 q B0 L! E5 D 有7075标志的车零件，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。 7 {) i5 q8 `) m4 [* \1 W- H4 m (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)。/ H, H/ X' {& G# |; ]5 i 这种材料制造的车，使用次数越多，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！根据公开的数据，能提高140%。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。 (2).需要进行热处理6 ~8 ~' F( t& a I 必需进行热处理，否则强度不够。尤其是6000系的铝合金。 |
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●铝合金车架的优点 1 V& V* a0 S% k (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，若没有经过这个程序的车架，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。9 u* B+ S3 P: M n# @( @* X) M 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。 1 O" U f+ V( r' w. F 有7075标志的车零件，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。 , t0 W4 I' x# c8 [" s (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)。 这种材料制造的车，使用次数越多，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！根据公开的数据，能提高140%。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。 - v7 i& a- y2 B; Z! ], G# n/ f ●铝合金车架的缺点 (1).铝是弹性率及刚性低的材料。 J. S) G* k+ Z/ X* g- ]3 M8 | (2).需要进行热处理8 X% n* l$ j* ]5 E$ k 必需进行热处理，否则强度不够。尤其是6000系的铝合金。6 w+ K. D. C3 `8 e$ V9 o |
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小弟查了些资料,与大家共享:( F$ G% n; F1 L9 G5 L+ T8 ]$ p+ r 材料的常用知识 7 t( _- Z4 V2 w6 B 首先了解一下金属材料的常用语。 应力以及变形 - J9 H0 ?0 o5 N" F* ^ (1).应力的定义=σ=负荷/断面积 (即：单位面积上所能承受的重量) 虽然负荷大，但是可以增加厚度来降低断面积上的应力。/ S! {# M+ _" ^" I$ ]9 ]/ E" \& C (2).受应力之后，用于车架的材料会变形。其变形可分为弹性变形和塑性变形。; m) v+ y* H j; f/ ^. M 弹性变形：虽然变形，但是除去应力后恢复原状。 塑性变形：变形后除去应力也无法恢复原状。- U* s: n, N$ V5 j: G (3).弹性率：弹性率所指的是像弹簧一样变形的材料的低抗程度。弹性率高的材料硬，承受负荷后变形也少；弹性率低的材料较软，承受负荷后变形较多。4 p8 V8 L& p# J2 V 弹性率以杨氏弹性模量来表示。数据越大弹性率越高。; q. Z* k: n t, N7 i 下表为各种材料的杨氏弹性模量。 " g" X; I; @* N) I' }1 Y 用在自行车上的材料 杨氏弹性模量(GNm^-2)# S' G3 m. d% F( H x 铬钼钢 (低合金钢) 200-207 铝合金 69-79 钛 116 钛合金 80-130 $ F; ^0 i5 F3 Y. ?6 A% W 碳纤 70-200 镁合金 41-45 |
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从上表可知铬钼钢的弹性率最高，镁合金的弹性率最低。 弹性率将决定材料刚性的强弱，对车来说该数据是很重要的。 6 K ]6 s5 u! m: {0 H0 g 1 N) c3 v/ E7 `% E: T* d" J 屈服强度、拉伸强度 2 h# _. j2 i3 c: e* ^/ } 屈服强度：是弹性变形的极限，也叫屈服点。增加应力到一定程度时成为塑性变形，也就是变弯了。 拉伸强度：指的是增加应力到一定程度时不单是成为塑性变形，还被拉断。 . V" D0 u, n! |# U. n- R1 `4 N* u# E" M! [ 材料的拉伸强度( b" I: J& }. b' C# E/ W$ d. Z * v7 ~/ R5 I& f6 M6 F- D 材料拉伸强度(（MPa，N/mm＾２）3 r6 V% E* F( Z7 b/ Y# X 4 h9 \7 o$ C6 B7 L SCM415 (铬钼钢) 834以上 7 T( j6 [; Q+ R8 N; d: O) g& U3 j 6061 (6000系铝合金) 无热处理的场合 100以上7 N( S3 ]( M I0 C 有热处理的场合(T6) 246以上( x+ K2 p7 X2 m6 C& {4 G( J0 b / L2 A3 n( H7 k1 ^ 7005 (7000系铝合金) 有热处理的场合(T6) 345以上 7075 (特超硬铝，飞机合金) 无热处理的场合 230以上- x* J. e8 l. ~$ l7 x$ g 有热处理的场合(T6) 597以上 3 X: a. X% v6 Q# R* A CPTi (纯钛) 有热处理的场合(T6) 597以上 8 w* Q% D$ N3 \( q# N! i 用的较多的纯钛为如下： PTT800 800 Grade4 588～753% H2 }: f* c5 D2 v* M ~# q UTT75 753 1 x" c5 f; a2 t 3-2.5Ti （３％Al－2.5V Ti合金） 685以上 6-4Ti （６％Al－４V Ti合金） 有热处理的场合(时效) 1160. g5 `, R3 G7 m7 i 无热处理的场合 980 |
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碳纤维(CERP) 6 q C% B, y) Z$ w 碳纤维车架的特征是「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。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它素材所没有的优点，可以制造轻量车。+ g9 `( Q/ y, t S: j 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。- p4 N# }/ P2 c6 t ●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。1 x, C' X: q2 w Z) O/ B) x (2).冲击吸收性好3 j3 J: o1 g" B, ?. l 利用它的吸收冲击力优异的性能，但是各个厂家之间的品质差异较大，有的很硬，因此这种车架使用后才能知道好或者不好。 (3).可以制造各种形状的车架4 c6 T7 t, F/ Z1 p, [ 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。 0 `, P5 T) x* V; D! o1 q ●碳纤维车架的缺点 (1).复杂的应力计算6 F7 x' E# ^7 c# t, S 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。 (3).老化？% s. h9 A) `3 o! ~9 Q 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。 1 j. a: t% i4 a" D. j+ { |
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理想的车 + r3 }& u/ ]8 z. b/ u4 } ●材料的选择 已经介绍了几种材料，总地来说，要轻的是铝制的，冲击吸收性最好的是碳纤。钛合金制的上述各种性能都不是最好的，但是为什么对它感兴趣呢？因为它是有前途的金属。 ●铝是没有疲劳极限，为了降低应力应该增加厚度。但是为了单纯地谋求轻薄，使用强勒的新合金来制作车架。从外观来看这些制品使人引起很不错的错觉，但是疲劳寿命将是如何呢？铝的薄壁程度已经到了极限，不可能再薄下去。进一步来说，车摔时，因它塑性变形量少，破断时很可能发生一口气的脆性破坏。' ]/ b4 }0 R# A4 y c5 z5 M1 I- j ●碳纤维制车是有前途的，通过应力计算会找到最适合的加工条件。另外是信心问题，假若厂家应该提供可信赖的割裂、耐用等数据时，需要量会增加。 ●钛还有发展的余地，钛必定会夺去铝的"轻量王"的宝座。将来最理想的是钛制车？ 选择的钛合金是下述的β合金Ti-15Mo-5Zr-3Al (在TI中添加15%的Mo，5%的Zr，3%Al)。3 {5 \- X% t% ~9 A9 u 其他材料如镁、不锈钢等不在此记述。这些材料也许将来会有新的突破也说不定。 q/ D0 v5 F5 A0 N! u$ L! v; Y 在此例出各素材的拉伸强度，从下表可知笔者所选的钛合金是多么优秀。# H7 \' r7 [- ?% Q8 @' B& ]! g% K 合金名称 拉伸强度（MPa） 伸长（％） PTT800(纯Ti) 800（通常纯Ti为550） ＞18% Z |/ V& A0 ]: y0 J Ti-3Al-2.5V 685 ＞20. c) T. o# P2 V4 X( Z: F# n Ti-6Al-4V 1160 10 SCM415 ＞830 ＞16 ) U- P; P+ r, W& N Ti-15Mo-5Zr-3Al 1470 14 |
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