自行车用铝合金有关知识

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。< /p>

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。

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，

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< /p>

，或者

1/5

的程度，通过热处理其强度 可以增加

5

倍。

7005

造车架，它的强度比不上

7075< /p>

，但是它在常温下也能够进行足够的时效的材料

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铝合金代号划分是以美国铝业公司 之

AA

标准为基本，以四位元数位表示各种不同的合金

第一数字（千位）

1xxx

：纯铝

2xxx

：

Al-Gu

系合金

3xxx

：

Al-Mn

系合金

4xxx

：

Al-Si

系合金

5xxx

：

Al-Mg

系合金

6xxx

：

Al-Mg-Si

系合金

7xxx

：

Al-Zn-Mg

系合金

8xxx

：上记以外的合金

第二数字（百位）

以

0-9

分 别代表，

0

是代表基本合金，

1-9< /p>

代表各种改良合金或是再生合金纯铝时

0

表示对

于不纯物并无特别限制而

1-9

则表示一种以上的不纯物有特别规定。

第三、四数字（十、个）

纯铝时以纯度之小数点后二位表示合金则以日美铝规格称呼表 示质

别

F

制造原状之材质

O

作过退火、再结晶

(

只对展伸材料

)

之材质< /p>

H

加工硬化之材质

(H

后加

2

位数字

)

第

1

位数字

H1x

只作加工硬化之材质

H2x

加工硬化后，做部分退火之材质

H3x

加工硬化后，作安定化处理之材质

第

2

位数字（表示加工硬化之最终程度）

Hx9

超硬质

Hx8

硬质

Hx6 3/4

硬质（这材质之引张强度是在硬质与

1/2

硬质之中间）

Hx4 1/2

硬质（这材质之引张强度是在硬质与软质之中间）

Hx2 1/4

< br>硬质（

1/2

硬质与软质之中间）

W

T

受

F.O.H

以外之热处理之安定材质

T2

退火之材质

(

只用于铸件

< br>)

T3

淬火处理后，受加工硬化之材质

T4

淬火处理后，常温时效完了之材质

T5

省去淬火处理，只作回火处理之材质

T6

淬火处理后，作退火处理之材质

7005 versus 6061 Aluminum

You may have noticed that there are two types of aluminum listed in the

specs for aluminum bikes; 7005 or 6061. Which is the stronger material?

Your first answer may be 6061 because you see it on the more expensive

bikes. 7005 aluminum is actually the stronger aluminum alloy. This begs

the next question, which is the better material? 6061 is of course, or

at

least

that

is

the

opinion

of

most

bike

manufacturers.

Why

is

it

better?

To

see

the

differences

one

must

take

a

look

at

the

two

materials

and

their

properties. In the table below several different aluminum alloys are

listed for comparison; 2014, 6061, and 7005.

Alloy

Trace Metals

Tensile

Yield

Percent

HB

Notes

Strength

Strength

Elongation

2014

4.5% Copper

27,000

14,000

18%

45 2XXX series

0.8% Silicon

psi

psi

aluminum is

0.8%

primarily alloyed

Manganese

with copper.

0.5%

Magnesium

2014-T6

4.5% Copper

70,000

60,000

13%

135

2XXX series

0.8% Silicon

psi

psi

aluminum is

0.8%

primarily alloyed

Manganese

with copper.

0.5%

Magnesium

6061

1% Magnesium

18,000

8,000

psi

0.6% Silicon

psi

0.2%

Chromium

0.3% Copper

6061-T6

1% Magnesium

45,000

40,000

0.6% Silicon

psi

psi

0.2%

Chromium

0.3% Copper

7005-T6

4.5% Zinc

51,000

42,000

1.4%

psi

psi

Magnesium

0.45%

Manganese

0.13%

Chromium

25%

12%

13%

30 6XXX series

aluminum is

primarily alloyed

with

magnesium

and

silicon.

95 6XXX series

aluminum is

primarily alloyed

with

magnesium

and

silicon.

NA 7XXX series

aluminum is

primarily alloyed

with zinc.

The tensile strength of the material is the amount of stress that it can

take before complete failure, and the yield strength is the amount of

stress

before

the

material

is

permanently

deformed

(try

jumping

on

an

old

frame until you bend it and you have exceeded the yield strength of the

material). Percent elongation is the amount of deformation that the

material

undergoes

before

it

breaks

and

the

HB

is

a

measure

of

the

hardness.

It should be note

d that the ‘T6’ listed after the alloy is the heat

treatment

of

the

alloy.

T6

refers

to

a

solution

treatment

and

artificial

aging of the metal. All bike frames are heat treated even if the

manufacturer does not list the T6 behind the grade of aluminum.

From

the

chart

you

can

see

that

7005-T6

is

slightly

stronger

than

6061-T6,

but stronger than both of them is 2014-T6 and in fact there is another

7XXX

series

aluminum

(7075)

that

is

stronger

as

well.

Why

choose

7005

and

6061 then? Bike frames are not made out of solid aluminum, which is how

the

test

samples

for

comparing

material

strengths

are

constructed.

A

bike

frame

is

made

up

of

tubing

that

is

welded

together:

welding

7075

and

2014

are almost impossible feats that eliminate them as viable choices for

making a bike. That leaves 7005 (a zinc alloy) and 6061 (a

magnesium/silicon alloy). The difference between the two is that 7005,

because of its high

alloy content

(over

6%), is harder

to manipulate the

material and to weld it. This means that with 6061 it is much easier to

add

strength

adding

tubing

features

like

triple

butting,

ovalized

tubing,

and tapered walls that

reduce the weight

and improve the

strength of the

tubing.

A final note to put this into perspective is to compare aluminum to the

other frame materials. Aluminum is far weaker than both titanium and

cro-

mo steel, so why use it? Aluminum’s greatest advantage is that it

is so light when compared to cro-mo steel and cheap when compared to

titanium. This combination of features makes it the choice of material

for making light, high-performance frames for a reasonable price.

把重点挑出来：

1

．

目前铝 合金车架普遍使用的材料是

7005

与

6061

两种。

2

．

700 0

系列主要以锌为主要合金，成分比例达到

6

< br>％。

6000

系列主要以镁和

矽 为主要合金，总成分比例较低。

3

．

论强度 的话

7005

较强，

但只是稍微强一点 ，

从表中可以看出来，

yield strength

（让铝材永久弯曲变形的力度）只比

6061

强 一点。

4

．

所有用作车架材料的铝合金都经过热处理

T6

< br>，

5

．

但论整 体来讲，

6061

是较好的材料。由于

7005

含其他金属比例高，所以焊

接，处理都比较困难，尤其 是

7075

（后两个数字代表含合金比例）它的比例更

高，所以一般是不能用作车架的材料。相比之下，

6061

由于含其他金属比例较

低，

因此可以通过异型，

各种处理来增加它的强度和减低它的风阻，

甚至可以做

到

3

次抽管来减低重量。

6

．

虽然< /p>

7005

管购买价比较高，

但整体来讲< /p>

6061

的生产成本比较高，

因为

6061

所经过的热处理和其他工序比较烦琐复杂。因此

6061

的车架一般比较贵。也因

此大多比较高端的 车架（如

TCR

）也使用

6061

。

合金

耐力

伸长

密度

6061 40ksi 12% 0.1

2014 60ksi 10% 0.1

7075 73ksi 11% 0.1

EA70 78ksi 12% 0.1

铝 合金

的分类介绍

:

1

）

1XX X

系列

工业纯铝；

2

）

2XXX

系列

Al- Cu

、

Al-Cu- Mn

合金，；

3

）

3XXX

系列

Al- Mn

合金；

4

）

4XXX

系列

Al- Si

合金；

5

）

5XXX

系列

Al- Mg

合金；

6

）

6XXX

系列

Al-Mg- Si

合金；

7

）

7XXX

系列

Al-Mg- Si-Cu

合金；

8

）

8XXX

系列

其它。

1-8

系列

铝合金

用途介绍

:

1

×××系列铝板材

1

×××系列铝板材：代表

1050

、

1060

、

1100

。在所有

系列中

1