自行车的材料及性能（完整版2.铝合金车架的优点2.1 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。

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。

3.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且非常致密的氧化膜。

为什么不生锈呢？原因是该氧化膜达到一定的致密程度时能阻止空气和水的进一步渗入，从而防止继续生锈。

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)。

这些都是使用疲劳极限很高的铝合金来制作车架。

但是到底长时间使用后强度变化将是如何呢4.铝合金车架的缺点4.1 铝是低弹性模量、低刚性的材料。

因此需要采用粗的管，或者改变形状如cross-over管、padded管等。

4.2 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本帖最后由meilida66 于2010-5-9 17:28 编辑钛、钛合金（Ti,Ti-Al-V)美国在60年代首次使用钛合金来制作自行车车架。

钛合金给人的印象是「轻而硬」。

早期的钛合金车架，作为比赛用车，刚性不足，其车架不适合于长距离赛车，也不是适用于所有的比赛，只适合用在山岳，或者Big reces, Time traial等需要轻型车的特定的场合。

开始时钛合金使一些人着迷，曾经有些热中于轻量化的骑手，把所有的螺丝都换成钛合金制的才满意。

钛金属给一些人错觉，贵而稀有，实际上钛是地球上埋藏量丰富的元素之一。

只是由于合金的制作成本高，价格才较贵。

金属钛比重轻、强度大，同时耐腐蚀性高的材料，一般用在特殊的环境里。

在金属钛里添加铝、钒(Li.V)时强度显著提高，热处理也和铝合金一样通过时效处理可以提高强度。

●钛合金车架的优点(1).可以制作轻量而强度大的车架纯钛金属的强度更高。

在钛金属中添加铝和钒，弹性更高(和铝比较)，也有利于设计。

(2).不生锈：钛在一般的环境下几乎不会被腐蚀。

但是它有另一种腐蚀现象即异种金属腐蚀。

例如，不同种类的合金接合在一起时，成为电极状态，电位差使局部通电引起腐蚀。

对此现象采取的措施是用脂膏等来绝缘(混有金属粉末的脂膏，如商品名：Ti Plepu等)。

这种金属粉末防止脂膏流失，即使流失后也用来防止紧密接触。

这种金属粉末有导电性也不要紧，接触后被较小的荷重破坏掉。

这种现象称为「粘住」，它和「烘焙」是不同的。

「粘住、咬合」：金属之间通过腐蚀来接合的现象。

「烘焙接合」：加工金属时所产生的热量来溶融接合。

(3).骑感好钛也用在避震器的弹簧上。

现在用钛制成的车架适合于长时间的骑行。

有些车手酷爱钛制车架，认为骑感极佳。

但是个人各异，有人和铬钼钢比较后认为，铬钼钢的车架冲击吸收性比钛车架好，骑感也比钛车架好(这和铬钼钢车架的形状以及用薄的管的结果应力得到增大也有关)。

假若钛管的加工技术得到进一步改进，也许会有和铬钼钢同样的骑感。

有些钛制车架使人感到摇摆，这也许是使用plane管(没有加padded的，厚薄不能变化的管)有关。

或者虽使用高强度的钛合金，但没有用薄的管等也有关系。

●钛合金车架的缺点价格高。

钛在自然界以二氧化钛的形态存在，提练及加工过程复杂，技术要求高，并花时间因此成本高。

再有溶接加工极为困难，因为钛和氧的亲和力极强，和空气接触后马上变成二氧化钛，而二氧化钛硬而脆，该部分的强度会不断下降。

因此用惰性气体小心焊接。

通常所说的Tig焊接是：(Tig：钨、惰性气体的略语)用钨电极及氩气体进行弧焊接。

钛的焊接必需隔绝空气下进行。

由于以上原因钛车架价格很贵。

近来有些铝合金车架比钛合金车架价格贵，这说明钛合金车架的价格下降了。

其因是冷战结束后军费缩小，钛的用量少了；优秀的技术员开始用钛来制作车架；制作钛车架的成本降低等原因。

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。

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它素材所没有的优点，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。

●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ELEV ATED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*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。

金属为基体的混合物（M2，MMC)金属为基体的混合物是在铝素材中混入陶瓷粉末或者纤维等物体，使它析出增强，制造出强度大的材料。

它的强度比铝合金强许多，是一个新的素材。

有的混入氧化铝粉末。

M4指的是再多加入两种合金，用这种材料制成的车架冲击吸收性更好。

●金属为基体的混合物车架的优点(1).可以制作重量轻的车架它和铝合金比较，拉伸强度大，极薄的管也能保持强度，因此车架很轻。

这种轻是有刚性的轻。

(2).刚性高如SPECIALIZD的M2车架使人感到很结实，管的直径也大，刚性也好。

●金属为基体的混合物车架的缺点(1).焊接关于这方面的资料很少，看实物焊珠部分正常，但是GUSSET就年年大型化。

补强的目的是什么？尚未清楚。

陶瓷粉末在铝母体中均衡地存在，进行焊接时陶瓷粉末能否均衡分散是个非常困难的事，能获得何等程度的机械强度是大家所关心的事，总之，由GUSSET补强已达到相当的水平。

(2).冲击吸收性差关于这一点很多人有同样的感觉，前部有避震器因此个人的感觉会有差异，但是后部非常明显，冲击力太大，会腰痛的。

该材料的车架不适合于长途骑行。

但是在时间短的比赛中能发挥威力。

七、镁合金1.概述镁的比重很轻(1.74)，约铁的1/5，钛的2/5，铝的2/3。

它是不容易腐蚀的活性金属。

它广泛用在各种领域里，如照相器及电脑的外框、车辆的车圈等配件。

通过合金化耐腐蚀性也得到进一步提高。

2.镁合金车架的优点2.1 可以制造重量轻的车架它比铝密度低，可以制造轻的车架。

杨氏弹性模量稍微低些，但是可以用加粗管直径及椭园化等方法来解决。

使用铝合金的目的仅仅是为了减轻重量，将来可能会被镁合金取代？钛和镁的研究课题稍不同，这两种金属今后仍然会活跃下去。

2.2 加工性好镁制车架加工不会差。

切粉的燃烧、爆炸等能够通过合金元素来回避的话，剪断、溶接性可能不会差。

和钛比较起来加工性好。

2.3 具有非常好的自减震性能由于镁具有区别于铁和铝的六方晶系结构，决定了它具有更多的滑移系，能够很好的吸收来自各个方向的震动和冲击。

在国外，通常用作轮椅的主要材料。

3.镁合金车架的缺点3.1 耐腐蚀性如何？生产镁车架的厂商都说耐腐蚀性好。

但是这方面的资料当前还很少，耐腐蚀性好到何种程度难于判断。

镁是剧烈氧化的金属，不小心操作错了很容易爆炸，纯镁一般不能使用，添加其他金属(铝、锌、锰等)制成合金来使用，制成的镁合金强度、机械性能都得到提高。

有些人曾经使用过镁合金制用具，如摩托车的曲柄套等、他们说：「虽然用了很久，但是很好，不会象铝般发白。

3.2 镁的杨氏弹性模量(决定刚性的因素)比铝低许多，要增加其刚性管的直径要大，这可能会影响对空气的阻抗？。

3.3 成本如何？镁已经用在笔记本电脑的框体上，用它来制作车架成本将是如何？与铝合金相比，镁合金材料自身的生产成本是比铝合金高的，继之，成型工艺和热处理的外界条件都比铝合金要求苛刻（因为铝合金可以不用保护气体，或用氩气已经足够了。

而镁合金则必须用特殊的保护气体六氟化硫, 氩气已不足以阻止镁的变质），这些工艺要求是私人作坊难以企及的。

可以预见，比铝合金廉价的镁合金架子是绝对没有质量保障的。

八、材料和环境1.腐蚀腐蚀是金属和环境之间科学地相作用的结果改变了金属的性质，金属与环境，或者构成它们的一部分实用体系机能受到了损伤。

简单地说金属表面变质了。

对自行车来说金属表面受损伤时会引起生锈，其中铬钼钢车架最为明显。

腐蚀自行车的最大原因是下雨，尤其是酸雨的腐蚀性最励害。

2.铬钼钢和环境的关系涂漆加工粗糙以及没有防锈加工的车架，铬钼钢管表面和涂漆之间开始腐蚀，涂漆部分彭胀起来，或者局部受到腐蚀。

若发现自行车受伤，建议把受伤部位擦干净并用锤刀搞平伤口，防锈加工后涂漆。

总之伤口是腐蚀的最大原因。