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铝合金,钛合金,镁合金,碳纤维材质自行车的优缺点本文非原创，摘自中国自行车网：/news/show.php?itemid=2853 目前市场上自行车车价材质主要有铝合金车架、钛合金车架、镁合金车架、碳纤维自行车车架等几种，哪种材料的车架性能更加优越？车架材质选用哪种好？下面为大家详细介绍一下各种材质的自行车的优缺点，方便大家选购一款质地、价格、性能都完全复合自己的爱车。
●铝合金自行车车架的优点（1）可以制作重量轻的自行车车架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。
[热处理技术]采用时效析出增强法，简单地说，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，若没有经过这个程式的自行车车架，也会引起常温时效。
就是说把自行车车架放置在房间内也会逐渐变强。
许多铝合金制自行车车架用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，或者1/5的程度。
有7075标志的自行车零件（如XTR曲柄等），严格来讲没有经过热处理。
也就是说因没有时效，因此是常温时效。
7075合金本来就必要进行热处理，通过热处理其强度可以增加5倍。
另外，7005合金也常用来制造自行车车架，它的强度比不上7075，但是它在常温下也能够进行足够的时效的材料。
这种材料也可用Padded加工制成薄料。
但是材料本身的强度及杨氏弹性模量低，因此加粗管道直径来提高刚性。
通常被称作铝制粗管道的是这种类型。
（2）车架长时间使用外观不怎么变化铝本身是很容易受腐蚀的金属，在空气中几乎不存在没有被氧化的铝，放置在空气中马上被氧化而形成很薄的氧化膜。
为什么不生锈呢？原因是该氧化膜达到一定的程度时防止继续生锈。
该氧化膜几乎是无色因此外观上不容易发现变化（有时会发白）另一方面，骑这种材料制造的自行车时，骑的次数越多，应力发生的次数也高，强度也显著引起变化。
近来为了谋求轻量，许多自行车车架使用薄料来制作（薄的程度已达到极限）这些都是使用没有疲劳极限的铝合金来制作自行车车架，到底长时间使用后强度变化将是如何呢！Dedacciai公司制作的SC61-10A等是表面施有喷丸硬化加工（KET处理）的管道，这种加工的目的是延长疲劳的寿命。
镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
其特点是：密度小（1.8g/cm3镁合金左右），比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。
在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。
它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。
发展得益于中国汽车工业和3C等行业的转型升级及其中国经济地位的显著提升，镁合金行业令市场看好。
其中，汽车行业的轻量化，环保化需求，尤其是新能源汽车的发展，以及镁合金研发技术和回收利用技术的不断进步，对促使镁合金的广泛应用将是利好消息。
《2013-2017年中国镁合金行业市场前瞻与投资预测分析报告》[1]预计，2015年，国内汽车用镁合金将达到68kg/辆，而同期我国汽车销量将突破2800万辆，乘用车销量将达到1960万辆，自主品牌汽车企业通过产业兼并、技术研发和市场渠道开拓等因素作用，销量将突破1000万辆。
与此同时，镁合金在医药化工和航空航天工业领域的应用也将得到成长。
由于下游终端汽车消费市场的稳步增长，前瞻网预计2015年，全球镁合金市场为600万吨，年均复合增长率(CAGR)为20%-25%(其中包含了交通工具、3C、航空航天和医药化工领域镁合金的应用)。
此外，作为有色金属合金行业的子行业，镁合金行业在中国制造工业的的升级过程中得到实惠。
作为资金、材料密集型行业，原材料价格的稳定和较低水平、铸造件行业的整合集中、技术研发的进步等都将较为有利于镁合金行业的发展，市场较为看好。
2基本简介特性密度低、比性能好、减震性能好、导电导热性能良好、工艺性能良好、耐蚀性能差、易于氧化燃饶、耐热性差。
3产品特点[2]其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：散热快、质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收；另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。
镁铝合金、钛合金、ABS工程塑料、改进型工程塑料,碳纤维等，它们各有各的优缺点。
下面，我们就先分别来讲讲这些笔记本材料的优缺点和识别的方法。
一、ABS工程塑料这是一种最普通的笔记本材料，它通常用于低价笔记本中。
尤其是那些X999(X<6)的笔记本，几乎百分之百采用了这种材料。
ABS工程塑料即PC ABS(工程塑料合成)，在化工业的中文名字叫合成塑料，之所以命名为PC ABS，是因为这种材料既具有PC树脂的稳定性，又具有ABS树脂的易加工性。
现在这种材料已经广泛的应用于军事、汽车工业等领域。
在笔记本中，这种材料有的用在整个外壳，有的只是用在屏的顶盖，也有的只是在内存或硬盘的盖板用到。
ABS工程塑料的最大优点在于成本低、维护方便。
一般来说，ABS工程塑料正是由于成本低才被许多笔记本电脑厂商采用，他们还有个共同的特点是，采用ABS工程塑料的笔记本通常体积都比较庞大。
它的缺点也很明显，比如质量大，导热性能差，强度、韧性不高等，简直是弱的可以。
重量较大，这也是为什么低端机型动辄3公斤/超过3公斤的原因;还有散热性较差，塑料的导热性显然无法与金属相提并论，轻薄笔记本几乎没有使用ABS塑料的，抗不住，太热了。
另外，ABS塑料在最开始使用的阶段不会出现什么问题，但随着使用时间的延长，就会有不同程度的磨损与变形，在塑料上会出现十分明显的磨损痕迹，同时用手一按外壳，就好像是鼓皮一样可以陷下去再弹上来。
目前市场上大部分厂商都已经开始弃用这种材料，除了少量低价笔记本电脑产品外。
这一类的笔记本目前存世的依然较多，什么IBM“大黑”，七喜“仿黑”，联想6999，神舟3999，明基R22E、A32，TCL……举不胜举。
识别方法:塑料质感和超级大、超级重量，在夏天不开机的情况下明显感觉不到凉。
还有个有效的方法就是用小块金属物体，比如拿一条铜质或铝质钥匙轻轻敲击笔记本的外壳，发不出金属撞击声的就是塑料的没错。
Smart还有个比较狠的方法就是用力捏本子上的那些接缝，按照经验，能够捏出“嘎嘎”声的就是塑料的准没错。
各元素对铝合金性能影响铝合金的性能受多种因素的影响，包括合金元素的类型、含量和分布状态。
以下是各种元素对铝合金性能的影响。
1.硅：硅是最常用的铝合金元素之一、它能够增加铝的强度和刚性，但会降低铝的可塑性。
硅还有利于形成均匀细小的析出相，从而提高合金的硬度和耐磨性。
合金中硅的含量一般在2%以下。
2.铜：铜是一种强化元素，对铝合金的强度有显著影响。
它还能提高抗热裂纹性能和耐腐蚀性。
但较高的铜含量会降低铝合金的可塑性，增加其热应力和脆性。
3.锌：锌是一种强化元素，对铝合金的强度和耐蚀性有重要作用。
锌含量的增加可以提高合金的强度，但也会降低其塑性。
锌还能提高铝合金的热稳定性和耐磨性。
4.锰：锰是一种常用的合金元素，具有铸造性好和延展性佳的特点。
锰的存在可以提高铝合金的强度、硬度和可焊性。
合金中锰的含量一般在1%以下。
5.镁：镁是添入铝合金的常用元素之一、镁能够显著提高铝合金的强度，并且对合金具有良好的成形加工性能。
镁的添加还能促进铝合金的析出硬化，提高耐热性和耐蚀性。
镁含量的增加会增加铝合金的脆性。
6.钛：钛是一种残余元素，往往以杂质的形式存在于铝合金中。
钛几乎不会改变铝合金的机械性能，但可能会降低其可塑性和韧性。
因此，钛含量应尽量控制在较低的水平。
7.铬：铬是一种常用的合金元素，对铝合金的耐蚀性和耐磨性有重要影响。
铬含量的增加可以提高合金的耐腐蚀性，尤其是对氧化介质的耐蚀性。
合金中铬的含量一般在0.05-1%之间。
除了以上所述的元素，铝合金中可能还含有其他元素，如锆、镧、稀土元素等。
这些元素的加入可以进一步改善铝合金的性能，例如提高其耐高温性能、抗氧化性能和耐腐蚀性能。
然而，每个元素的性能影响都是复杂的，不同元素的相互作用也会产生复杂的效应。
因此，为了获得理想的铝合金性能，需要根据具体的应用要求和工艺条件综合考虑各种元素的含量和分布状态。
镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
其特点是：密度小（1.8g/cm3镁合金左右），比强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。
在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。
它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。
特点其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：散热快、质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收；另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。
应用范围：镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的镁合金铸件1。
镁合金（英文：Magnesium alloy）的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。
另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。
镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。
比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。
在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。
镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。
镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。
屈服强度，延伸率与铝合金也相差不大。
镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100%镁合金铸件2回收再利用。
镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。
镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。
适应制造汽车各类压铸件。
但镁合金线膨胀系数很大，达到25～26 μm/m℃，而铝合金则为23 μm/m℃，黄铜约20 μm/m℃，结构钢12 μm/m℃，铸铁约10μm/m℃，岩石（花岗岩、大理石等）仅为5～9 μm/m℃，玻璃5～11 μm/m℃。
铝合金和钛镁合金1. 引言铝合金和钛镁合金是两种常用的金属材料，具有广泛的应用领域。
本文将分别介绍铝合金和钛镁合金的特点、制备方法、性能以及应用。
2. 铝合金2.1 特点铝合金是以铝为主要成分，并添加一定量的其他元素（如铜、锌、锡等）而形成的合金。
它具有以下特点： - 轻质：相较于普通钢材，铝合金具有较低的密度，因此重量轻。
- 耐腐蚀：铝具有良好的耐腐蚀性，在大气中会形成一层致密的氧化层，能有效地防止进一步腐蚀。
- 导电性：与纯铝相比，铝合金导电性稍差，但仍然是优良导电材料。
- 加工性好：铝合金具有良好的可塑性和可加工性，便于各种加工方式（如挤压、锻造、拉伸等）。
- 强度高：通过添加其他元素，可以显著提高铝合金的强度。
2.2 制备方法铝合金的制备主要包括熔炼、铸造和加工等步骤。
常用的制备方法有： - 铸造法：将熔融的铝合金液体注入模具中，冷却后得到所需形状的铝合金件。
- 挤压法：将加热至一定温度的铝合金坯料通过挤压机挤出，得到所需形状的铝合金型材。
- 锻造法：将加热至一定温度的铝合金坯料放入模具中，施加压力进行塑性变形，得到所需形状的铝合金件。
2.3 性能铝合金具有良好的物理和化学性能，主要包括： - 强度：通过不同添加元素和处理工艺可以调节铝合金的强度，常见强度等级有硬态、半硬态和软态等。
- 导电性：虽然相较于纯铝导电性稍差，但仍然是优良导电材料，在电子领域应用广泛。
- 耐腐蚀性：由于表面氧化层的存在，铝合金具有较好的耐腐蚀性，但在一些特殊环境下容易发生腐蚀。
- 焊接性：铝合金具有良好的焊接性，可以通过常规的焊接方法（如电弧焊、氩弧焊等）进行连接。
2.4 应用铝合金由于其优良的性能，在众多领域都有广泛应用，主要包括： - 航空航天领域：铝合金具有轻质和高强度的特点，被广泛应用于飞机、火箭等航空器件中。
- 汽车工业：铝合金能够减轻汽车自重，提高燃油效率，并且具有良好的冲击吸能性能，被广泛应用于汽车制造中。
五系铝合金成分标准
五系铝合金是指铝、镁、锰、铬和钛等五种元素组成的合金。
这种合金具有优异的强度、耐腐蚀性和可加工性，因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
五系铝合金成分标准如下：
1. 铝：铝是五系铝合金的主要成分，其含量通常在90%以上。
2. 镁：镁是五系铝合金中的重要成分之一，其含量通常在2%左右。
镁能够增强合金的强度和硬度，并提高其耐腐蚀性。
3. 锰：锰是另一个重要的成分，其含量通常在1%左右。
锰能够提高合金的强度和硬度，并改善其可加工性。
4. 铬：铬是一种重要的耐腐蚀元素，其含量通常在0.1-0.5%之间。
添加适量的铬能够提高合金的抗氧化性和耐腐蚀性。
5. 钛：钛是一种轻量化元素，其含量通常在0.1-0.2%之间。
添加适量的钛能够提高合金的强度和硬度，并改善其可加工性。
除了以上几种元素之外，五系铝合金中还可能包含其他元素，如铜、锌、锆等。
这些元素的添加能够进一步改善合金的性能。
总的来说，五系铝合金具有优异的强度、耐腐蚀性和可加工性等优点，因此被广泛应用于各个领域。
在实际应用中，根据不同的需求和应用
场景，可以通过调整其成分比例来获得更好的性能表现。
铝镁合金、钛镁合金、硅镁合金性能及成分分析一、镁合金性能分析及化学成分镁合金常用的合金化元素是铝和锌。
铝的合金化能提高合金强度及铸造性能。
锌也能提高合金的铸造性能。
铸造性能压铸镁合金的铝含量须＞3%，锌含量＜2%，否则容易产生裂纹。
Mg-An-Mn 系的合金AZ91（含锌）和AM60B（不含锌）是室温使用的主要压铸镁合金。
目前AZ及AM这两种系列合金占镁汽车结构件的90%，但它们在150℃以上时其强度显著下降。
为改善合金在150℃以上的抗蠕变能力，现已开发了AS41A合金（4.3%Al,1%硅，0.35%锰），该合金的蠕变强度在170℃范围内，同时具有较好的伸长率，屈服强度和极限抗拉强度，由于含铝量较低，AS41A要求较高的铸造温度。
利用稀土元素对Mg-Al基合金强度及蠕变抗力的有利影响而开发了Mg-Al-稀土合金。
压铸AE42合金具有比Mg-Al-Si合金更加的蠕变抗力，能在200-250度下长期使用。
加拿大开发了AC系列镁合金。
通过添加Ca改善了Mg-Si合金中Mg2Si 的相结构并细化其晶粒，其蠕变抗力是AZ和AM系列合金的10倍左右。
而拉伸及抗拉强度相当。
且具有良好的铸造性能。
目前,得到工业应用的压铸镁合金主要有4个系列，即AS系列（Mg-Al-Si）；AZ系列（Mg-Al-Zn-Mn）；AM系列（Mg-Al-Mn）；AE系列（Mg-Al-稀土）。
金牌号有1000多种，每个牌号又有多种状态，化学成份的加入根据需求按科学配比掺入，从而生产出不同型号的铝镁合金产品,纯镁消耗量也根据掺入量确定。
（一）铝镁合金焊丝方面1、铝硅合金焊丝：ER4043性能特点：本品为含硅5％的合金焊丝，适合焊接铸铝合金典型化学成份（%）：用途：船舶、机车、化工、食品、运动器材、模具、家具、容器、集装箱2、铝镁合金焊丝：ER5356性能特点：本品为含镁5％的合金焊丝，是一种用途广泛的通用型焊材，适合焊接或表面堆焊5％镁的铸锻铝合金，强度高，可锻性好，有良好的抗腐蚀性。
锌合金压铸件表面处理和调整：锌合金压铸件（含铝约4%的锌合金材科)具有精度高、加工过程无切割或少切割、密度小、有一定机械强度等优点。
因此在工业:对受力不大、形状复杂的结构和装饰零什，广泛采用锌合金压铸件。
锌合金容易被腐蚀，故常采用电镀层作为防护层或防护装饰层，电镀前需要进行预镀铜。
其表面调整工艺由活化和预镀组成。
锌合金压铸件经磨光，抛光，除油后，表面有一层极薄的氧化模。
为保证镀层的结合强度，通常选用1%--3%的氮氟酸溶液，浸渍活化3-5s。
当表面呈现均匀小泡或微变色时，马上出槽清洗。
还可以采用15一20m1./I.的氟硼酸溶液腐蚀活化处理3一5s.活化后的工件即可进行氰化预镀铜。
为保证形状复杂的锌合金压铸零件有良好的电镀分散能力和覆盖能力，并防止锌与电镀液中电位较正的金属离子发生置换反应，影响镀层的结合力，锌合金压铸零件应带电下槽，入槽后采用2--3A,%d㎡大电流冲击电镀1一3min,以便很快镀覆一层完整而孔隙较少的致密铜展。
然后恢复正常电流密度,采用阴极移动电沉积铜时，可获得结晶细致、平滑的铜镀层。
预镀铜底层的厚度应不少于5u m,最好8--1C u m以上。
预镀铜太薄，在后绞进行酸性镀铜或镀镍时不足以阻止溶液对锌合金的浸蚀，此外预镀铜越薄，铜向锌合金的扩散越快，因表面镀层与锌合金基体的电位差而引起的电化学腐蚀也超严重。
形状不太复杂的锌合金压铸件也可以采用中性镍镀液预镀。
铝合金压铸件表面处理和调整：在铝及铝合金上电渡时:a.铝及铝合金极易生成氧化膜，严重形响镀层的结合力;b.铝的电极电位很负，浸入电镀液时容易与具有较正电位的金属离子发生置换，影响镀层结合力c.铝及铝合金的膨胀系数比其他金属大，因此不宜在温度变化较大的范圈内进行电镀，也将引起较大的应力。
从而使结合力不牢；d.铝是两性金属，能溶丁酸和碱，在酸性和碱性电镀液中都不稳定;e.铝合金压铸件有砂眼、气孔，会残留镀液和氢气，容易鼓泡，也会降低镀层和基体金间的结合力。
