自行车材料的常用知识

材料的常用知识 首先了解一下金属材料的常用语。 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) 虽然负荷大，但是可以增加厚度来降低断面积上的应力。从这里也可知为什么铬钼钢、铝、钛管的厚度不同。 (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。 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。作为自行车的材料，有些部位需要变形多些，有些部位需要变形少些。 弹性率以杨氏弹性模量来表示。数据越大弹性率越高。下表为自行车的各种材料的杨氏弹性模量。 杨氏弹性模量 用在自行车上的材料 杨氏弹性模量(GNm ^-2) 铬钼钢 (低合金钢) 200-207 铝合金 69-79 钛 116 钛合金 80-130 碳纤 70-200 镁合金 41-45 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，对自行车来说该数据是很重要的。 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。 自行车材料的拉伸强度 用在自行车上的材料 拉伸强度(（MPa，N/m m ＾２） SCM415 (铬钼钢) 834 以上 6061 (6000 系铝合金) 无热处理的场合 100 以上 有热处理的场合(T6) 246 以上 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 有热处理的场合(T6) 597 以上 CPTi (纯钛) 有热处理的场合(T6) 597 以上 用的较多的纯钛为如下： PTT800 800 Grade4 588～753 UTT75 753 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 无热处理的场合 980 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。 用在自行车上的材料 密度（g/cm＾3） 铬钼钢(低合金钢) 7.9 铝合金 2.6-2.9 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...