Какой материал рамы вашего велосипеда идеален: сталь, алюминий, титан или карбон?
Сталь, алюминий, титан и углеродное волокно — наиболее часто используемые материалы для велосипедных рам. Каждый материал имеет свои преимущества и недостатки. Можно лишь сказать, что тот, который подходит вам, является самым идеальным.
Все металлы, используемые в велосипедах, являются сплавами. Например, титановый стержень Ti-6AL-4V ELI.
Автодилеры часто ссылаются на использование металлов аэрокосмического качества, но реальность такова, что эти так называемые марки представляют собой не что иное, как определенные качества, которым должен соответствовать данный сплав, будь то для самолета или велосипедной рамы. Возможно, нет никакой разницы между велосипедом, который утверждает, что сделан из материала «военного класса», и велосипедом, который таковым не является.
Есть два основных фактора, определяющих раму велосипеда: жесткость и прочность. Чем больше жесткость, тем меньше вероятность деформации, но она сразу же сломается (жесткость обычно определяется модулем Юнга, чем больше модуль Юнга, тем меньше вероятность деформации.). Прочность: Прочность является противоположностью жесткости материала: прочный материал более податлив и, следовательно, деформируется легче, чем ломается. Из соображений безопасности лучше всего, если рама деформируется до того, как сломается, поскольку это служит предупреждением для встречных водителей.
сталь
Сталь – мать всех инженерных материалов. Он прочный и дешевый в изготовлении, имеет стальную раму, которая хорошо поглощает удары и легко ремонтируется.
Сталь в три раза прочнее алюминия и в два раза прочнее титана.
В то же время сталь легко ржавеет, конечно, нержавеющая сталь во многом решает эту проблему.
Из-за большей плотности (по сравнению с другими материалами) автомобиль со стальной рамой тяжелее. С внедрением сверхвысокопрочной стали (UHS) стальные трубы можно сделать тоньше. Теоретически, если труба достаточно тонкая,
Возможно изготовление рамы, которая весит примерно столько же, сколько самая легкая рама в настоящее время. Однако долговечность сильно страдает, поскольку эта тонкостенная трубка очень склонна к вмятинам, повреждениям и изгибу. Сборка тонкостенных труб также сложнее, а тепло, выделяемое при сварке, может повлиять на термообработку и снизить прочность сварного участка.
алюминий
Жесткость алюминия составляет всего около 1/3 жесткости стали.
Алюминий легче стали, достаточно прочен для своих конструкционных целей, очень функционален и, самое главное, доступен по цене.
В велосипедной промышленности используются два основных алюминиевых сплава - 6061 и 7005 (названный в соответствии с составом сплава). Последний относительно дешевле. Поскольку 6061 более податлив, его можно легко подвергнуть гидроформованию при изготовлении рам. Этот легкодоступный и экономически эффективный металл больше подходит для велосипедных рам начального уровня, но также используется в высокопроизводительных рамах.
титан
Жесткость титана вдвое меньше жесткости стали.
Плотность титана намного меньше, чем у алюминия, примерно в два раза выше, чем у алюминия, и примерно вдвое меньше, чем у стали. Так что это скорее компромисс между алюминием и сталью.
Титан зародился в аэрокосмической промышленности, где он широко используется. 3Al-2.5V — наиболее широко используемый сплав, но с более высокими характеристиками.
Ти-6AL-4V ELI Титановый стержень.
Он очень устойчив к истиранию и коррозии, поэтому его часто оставляют неокрашенным.
Стоимость очистки и переработки относительно высока, поэтому большинство производителей не используют этот материал широко.
углеродное волокно
Углеродное волокно — это композитный материал, который представляет собой материал, состоящий как минимум из двух разных материалов, обычно с разными физическими и химическими свойствами.
Поскольку углеродное волокно достаточно легкое, жесткость того же размера в три раза выше, чем у стали.
Углеродное волокно весит около 1,55 г/см3, что почти вдвое меньше алюминия.
Углеродное волокно — «хрупкий» материал. Как только материал выходит из строя, его больше нельзя использовать, но его легкость и жесткость делают его предпочтительным материалом для велосипедных рам, особенно в соревнованиях по велоспорту.
другие материалы
Хотя углеродное волокно, титан, сталь и алюминий на сегодняшний день являются наиболее часто используемыми материалами для велосипедных рам, есть и более редкие варианты.
Скандий: скандиевая рама на самом деле представляет собой алюминиевый сплав, который содержит небольшое количество скандия, а также других металлов. Содержание скандия может повысить прочность трубы из сплава.
Магний. Некоторые велосипеды и их детали изготовлены из магниевых сплавов, которые легче и прочнее алюминия, но менее жесткие. Его расцвет пришелся на начало 1990-х годов, когда магниевые велосипедные рамы Kirk Precision участвовали в Тур де Франс.
Бамбук. Как натуральный материал, столбы также используются для изготовления велосипедных стоек. Отзывы пользователей вроде бы хорошие из-за хорошей амортизации, но бамбуковые велосипеды будут тяжелее.
Лен: Лен также используется как неотъемлемая часть велосипедных рам, часто в сочетании с углеродным волокном, поскольку утверждается, что он поглощает вибрации лучше, чем одно углеродное волокно. Это волокно используется в серии велосипедов для выносливости LOOK 765.
Из всех материалов сталь имеет самую давнюю традицию использования при производстве велосипедных рам. Он выдержал «вызов» алюминия в конце 20-го и начале 21-го века, но теперь сталкивается с более жестким вызовом со стороны углеродного волокна.
