关于铝合金材料的一些资料

首先了解一下金属材料的常用语。
应力以及变形
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。
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。
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。
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
拉伸强度(（MPa，N/mm＾２）

这是重点：铝合金 （Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu)）  
  
很久以前就有用铝合金制作的车架。轻而价格低是它的优点。但是从「轻」来说，当前与铁素材比较相差并不大。老车手对它的反应是「虽轻但易弯曲　」。虽然经过多次改进，但是始终克服不了杨氏弹性模量低的缺点。最近的铝合金车架，为了提高杨氏弹性模量，加大管道外径，使用扁平管，或者对铝管进行热处理等，制造出轻而有刚性的车架，这种最新的铝合金车架对车手来说，具有足够的轻量与刚性。  
铝合金是纯铝中加入Mg，Zn，Si，Cu等金属的合金。铝本身具有轻量、可塑性好、耐腐蚀等优点，加入其他金属后显著提高了机械性能。自行车所使用的铝合金多数为6000系（Al-Mg-Si）和7000系（Al-Zn-Mg-Cu)两种，经过热处理(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。下表表示使用最多的6061合金的机械强度。
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。下表表示使用最多的7005和7075合金的机械特性。表中的有关热处理以如下数字来表示：
-0：完全退火
-T5：人工时效(无溶体化处理)
-T6：溶体化处理后人工时效
-T7：溶体化处理后稳定化处理
-T8：溶体化、硬化加工、人工时效
各种材料 杨氏弹性模量(GNm^-2)

6061合金的机械特性
  
热处理     T6
伸长强度 (MPa) 246
耐力 (MPa）218
伸长（％） 12
剪断强度(MPa） 155
布氏硬度 73
疲劳强度(MPa）67


7075合金的机械特性
合金名称
热处理 T651
伸长强度(MPa）597
耐力 (MPa）526
疲劳强度(MPa）163
伸长（％）11
E (GPa）74


  
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