鈦合金和碳纖維的密度.強(qiáng)度哪個(gè)大?詳細(xì)點(diǎn)。
提問(wèn)者: 戚仁馨|瀏覽 150 次|提問(wèn)時(shí)間: 2015-12-18
已有 1 條回答
淳于婉
2016-01-13
最終答案
●鈦合金車架的優(yōu)點(diǎn) (1).可以制作輕量而強(qiáng)度大的車架 純鈦金屬的強(qiáng)度更高。在鈦金屬中添加鋁和釩,彈性更高(和鋁比較),也有利于設(shè)計(jì)。 (2).不生銹:鈦在一般的環(huán)境下幾乎不會(huì)被腐蝕。但是它有另一種腐蝕現(xiàn)象即異種金屬腐蝕。例如,不同種類的合金接合在一起時(shí),成為電極狀態(tài),電位差使局部通電引起腐蝕。對(duì)此現(xiàn)象采取的措施是用脂膏等來(lái)絕緣(混有金屬粉末的脂膏,如商品名:Ti Plepu等)。這種金屬粉末防止脂膏流失,即使流失后也用來(lái)防止緊密接觸。這種金屬粉末有導(dǎo)電性也不要緊,接觸后被較小的荷重破壞掉。這種現(xiàn)象稱為「粘住」,它和「烘焙」是不同的。 「粘住、咬合」:金屬之間通過(guò)腐蝕來(lái)接合的現(xiàn)象。 「烘焙接合」:加工金屬時(shí)所產(chǎn)生的熱量來(lái)溶融接合。 (3).騎感好 鈦也用在避震器的彈簧上?,F(xiàn)在用鈦制成的車架適合于長(zhǎng)時(shí)間的騎行。有些車手酷愛(ài)鈦制車架,認(rèn)為騎感極佳。但是個(gè)人各異,有人和鉻鉬鋼比較后認(rèn)為,鉻鉬鋼的車架沖擊吸收性比鈦車架好,騎感也比鈦車架好(這和鉻鉬鋼車架的形狀以及用薄的管的結(jié)果應(yīng)力得到增大也有關(guān))。假若鈦管的加工技術(shù)得到進(jìn)一步改進(jìn),也許會(huì)有和鉻鉬鋼同樣的騎感。 有些鈦制車架使人感到搖擺,這也許是使用plane管(沒(méi)有加padded的,厚薄不能變化的管)有關(guān)。或者雖使用高強(qiáng)度的鈦合金,但沒(méi)有用薄的管等也有關(guān)系。 ●鈦合金車架的缺點(diǎn) 價(jià)格高。鈦在自然界以二氧化鈦的形態(tài)存在,提練及加工過(guò)程復(fù)雜,技術(shù)要求高,并花時(shí)間因此成本高。再有溶接加工極為困難,因?yàn)殁伜脱醯挠H和力極強(qiáng),和空氣接觸后馬上變成二氧化鈦,而二氧化鈦硬而脆,該部分的強(qiáng)度會(huì)不斷下降。因此用惰性氣體小心焊接。通常所說(shuō)的Tig焊接是:(Tig:鎢、惰性氣體的略語(yǔ))用鎢電極及氬氣體進(jìn)行弧焊接。鈦的焊接必需隔絕空氣下進(jìn)行。由于以上原因鈦車架價(jià)格很貴。 近來(lái)有些鋁合金車架比鈦合金車架價(jià)格貴,這說(shuō)明鈦合金車架的價(jià)格下降了。其因是冷戰(zhàn)結(jié)束后軍費(fèi)縮小,鈦的用量少了;優(yōu)秀的技術(shù)員開(kāi)始用鈦來(lái)制作車架;制作鈦車架的成本降低等原因。 ●碳纖維車架的優(yōu)點(diǎn) (1).可以制作重量輕的車架 碳纖維車架是把碳纖維對(duì)著發(fā)生應(yīng)力的方向?qū)訉盈B而得到強(qiáng)度。碳纖維車架非常輕,這是它的密度和強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度構(gòu)成的。 捷安特的碳纖維車架非常輕,2000年的型號(hào)1.2kg重 (2).沖擊吸收性好 碳纖維用來(lái)制作殘疾者運(yùn)動(dòng)時(shí)用的假腿,或者特殊的彈簧等被用在各領(lǐng)域。利用它的吸收沖擊力優(yōu)異的性能,制作不用避震器的自行車。如SCOTT廠的ELEVATED車架是著名的。但是各個(gè)廠家之間的品質(zhì)差異較大,有的很硬,因此這種車架乘騎后才能知道好或者不好。 (3).可以制造各種形狀的車架 碳纖維的基本成型方法是,在模具上鋪上纖維片然后流入樹(shù)脂并燒固。可以制成各種形狀的車架。如TREK的Y車架是著名的。 ●碳纖維車架的缺點(diǎn) (1).復(fù)雜的應(yīng)力計(jì)算 構(gòu)成碳纖維車架的是碳纖維,它的特點(diǎn)是拉伸強(qiáng)度強(qiáng),但剪斷強(qiáng)度弱,加工時(shí)需要進(jìn)行復(fù)雜的應(yīng)力計(jì)算(縱剛性、橫剛性),根據(jù)計(jì)算把碳纖維片重疊成型。加工技術(shù)各廠家各異,應(yīng)選擇有經(jīng)驗(yàn)而可*廠家的制品是很重要的。 (2).難于更改尺寸 由于作好模具后成型,難于更改尺寸。無(wú)法相應(yīng)多尺寸多款式的訂單。 (3).老化使用樹(shù)脂因此會(huì)不會(huì)老化?這是一個(gè)存在的課題,它放置在陽(yáng)光下時(shí)會(huì)逐漸變白。當(dāng)然這種現(xiàn)象關(guān)系到廠家的技術(shù)。最好不要放置在陽(yáng)光下。 材料的選擇:●碳纖維制自行車是有前途的,通過(guò)應(yīng)力計(jì)算會(huì)找到最適合的加工條件。另外是信心問(wèn)題,假若廠家應(yīng)該提供可信賴的割裂、耐用等數(shù)據(jù)時(shí),需要量會(huì)增加。當(dāng)前尚存在各種問(wèn)題。 ●鈦管還有發(fā)展的余地,強(qiáng)度可能會(huì)超過(guò)鉻鉬鋼,現(xiàn)在已能制造1.5kg的車架,將來(lái)一定會(huì)出現(xiàn)1kg的車架,鈦必定會(huì)奪去鋁的\"輕量王\"的寶座。另外,鈦不需要涂漆,可減少這部分的重量(20~40g)。將來(lái)最理想的是鈦制自行車?這只是紙上談兵,和車友們一起探討。筆者所選擇的鈦合金是下述的β合金Ti-15Mo-5Zr-3Al (在TI中添加15%的Mo,5%的Zr,3%Al)。