Велосипед алюминиевого сплава

Велосипедные алюминиевые сплавы 6061 и 7005

Материалы для велосипедных рам

4 материала

Большинство велосипедных рам делают из

  • стали и
  • алюминиевых сплавов.

Бывают еще рамы из

  • углепластика и
  • титановых сплавов.

Углепластик часто называют «карбоном», не утруждая себя переводом с английского: «carbon fiber». Два последних варианта – намного дороже двух первых.

Сталь

Стальные рамы – это в основном рамы из хромомолибденовой стали 4130 (по-американски, ближайший отечественный аналог – легированная конструкционная сталь 30ХМА по ГОСТ 4543). Хорошо сделанная рама из хромоникелевой стали обладает необходимой прочностью, долговечностью и относительно мало весит.

Некоторые стальные рамы, в основном детских велосипедов, изготавливают из более дешевой углеродистой стали – они такие же прочные и долговечные, но потяжелее хромомолибденовых, потому что толще.

Алюминий

Большинство велорам из алюминиевых сплавов имеют примерно такую же прочность и массу, как и близкие им по цене рамы из хромомолибденовой стали. Их повышенная жесткость хороша для езды по горам или в спринте, но не для преодоления ям и кочек. В отличие от стальных алюминиевые рамы не ржавеют. С другой стороны, рамы из алюминиевых сплавов более подвержены усталостным разрушениям и менее ремонтопригодны, чем стальные. Однако хорошо сделанная алюминиевая рама прослужит верой и правдой много лет.

Рама – главная часть велосипеда и база для крепления всех остальных его частей. Рамы современных велосипедов делают обычно из труб, которые соединяют в виде так называемого «двойного треугольника». Эту форму называют также «diamond» – кому-то она напоминает ромб и даже, может быть, алмаз. Форма рамы за более чем сто лет почти не изменилась, хотя с развитием современных технологий и материалов и появилось много новшеств. В последние пару десятилетий особенно активно искали новые материалы для рам, в том числе среди алюминиевых сплавов.

Факторы качества

Качество велосипедной рамы как конструкции определяют четыре основных фактора:

  • жесткость,
  • прочность,
  • усталостная прочность и
  • вес.

Жесткость велосипедной рамы

Жесткость определяет способность конструкции упруго деформироваться: чем больше жесткость, тем меньше упругие перемещения элементов конструкции относительно друг друга. Упругие рамы смягчают удары об ямы и кочки, тогда как более жесткая рама будет передавать ездоку удары от каждой ямы и кочки. С другой стороны, более гибкая рама больше прогибается под нагрузкой, поглощая часть энергии, которая предназначена для движения вперед. Поэтому велосипедисты, которые хотят побеждать в спринте и гонках на время предпочитают жесткие рамы.

Прочность материала велосипедной рамы

Прочностные характеристики материала рамы – предел прочности и предел текучести – в нормальных условиях прямо не влияют на качество езды или ощущения от нее, но являются существенным фактором для стойкости рамы к сильному, «аварийному» удару. Прочная рама выдержит такой удар, а менее прочная – слабая – может и не выдержать.

Усталостная прочность велосипедной рамы

При нормальной езде каждый поворот педали, яма или кочка вызывают в раме небольшие циклические напряжения. Хотя эти напряжения и намного ниже предела текучести материала, за несколько сотен тысяч циклов нагружения они могут вызывать так называемые усталостные трещины и, в конечном счете, усталостное разрушение. Сопротивление материала этому типу разрушения называют усталостной прочностью. Если вы рассчитываете ездить на своем велосипеде несколько десятилетий, ваш вес выше среднего и вы редко слезаете с седла, то для вас усталостная прочность – важный фактор.

Вес велосипедной рамы

Вес, а точнее масса рамы, зависит от плотности материала и, конечно, конструкции рамы, в частности, толщины ее труб. Типичная рама весит от 1,5 до 3,0 кг, что составляет около четверти всего веса велосипеда. Впрочем, полный вес велосипеда часто в десять раз меньше, чем сам велосипедист в полном «боевом» облачении. Так что большинство велосипедистов и не заметят небольшой разницы в весе рам, если, конечно, им не придется долго карабкаться по горам на велосипеде или под ним.

Алюминиевые сплавы для велосипедных рам

6061 или 7005?

Алюминиевые велосипедные рамы изготавливают главным образом из алюминиевых сплавов:

  • сплав 6061 и
  • сплав 7005.

Некоторые другие алюминиевые сплавы, например, 7075 и 2014, более прочные, чем оба сплава 6061 и 7005, но они не мало подходят для изготовления велосипедных рам, так как их почти невозможно сваривать, по крайней мере, обычной аргонно-дуговой сваркой.

Часто считают, что алюминиевый сплав 6061 больше подходит для велосипедных рам, чем сплав 7005, хотя сплав 7005 и несколько более прочный. Прочность при растяжении сплава 7005-Т6 составляет 350 МП, а сплава 6061 – 310 МПа, предел текучести 290 и 275 МПа, соответственно.

Когда речь идет о прочности рамы в целом, то большие различия в прочности возникают из-за качества сварных швов, выбора формы труб и их толщины, а также общей конструкции рамы. На самом деле, при тех нагрузках, которым обычно подвергается велосипедная рама, различий между алюминиевыми сплавами 6061 и 7005 практически нет, поскольку напряжения, которые возникают в раме, достаточно далеки от этих предельных величин.

Алюминиевый сплав 6061

Алюминиевый сплав 6061 – полный аналог отечественного сплава АД33 по ГОСТ 4784-97 – принадлежит к серии алюминиевых сплавов 6ххх (Al-Mg-Si). Основными легирующими элементами являются:

  • магний (0,8-1,2 %) и
  • кремний (0,40-0,6 %),
  • а также медь (0,15-0,40 %) и
  • железо (до 0,7 %).

Сплав 6061 обладает довольно высокой прочностью, легко сваривается и широко применяется не только для изготовления велосипедных рам, но и в строительстве, самолетостроении, судостроении.

Как и все сплавы серии 6ххх сплав 6061 является термически упрочняемым сплавом. Термическая обработка, которая применяется для уже сваренных рам, заключается в нагреве до 530 °С, интенсивном охлаждении водой и искусственном старении при температуре около 180 °С в течение 8 часов. Алюминиевый сплав 6061 после такой обработки обозначают 6061-Т6.

Алюминиевый сплав 7005

Алюминиевый сплав 7005 принадлежит к серии алюминиевых сплавов 7ххх без легирования медью (Al-Zn-Mg). Основные легирующие элементы:

  • цинк (около 4,5 %) и
  • магний (около 1,4 %).

Алюминиевый Сплав 7005, также как сплав 6061, является термически упрочняемым. Однако, в отличие от сплава 6061, который требует довольно быстрой и интенсивной закалки водой при его термической обработке, для сплава 7005 в этом случае достаточно охлаждения воздухом.

Некоторые главные производители велосипедов с алюминиевыми рамами декларируют применение специальных алюминиевых сплавов или специальной обработки алюминиевых сплавов для улучшения свойств рам. Похоже, часто это скорее маркетинговые ходы, чем «прорывы» в металловедении алюминия.

Брендовые алюминиевые сплавы

AluxX and AluxXSL

Например, известная фирма Giant применяют свой, брендовый алюминиевый сплав «AluxX». При этом обычный «AluxX» – это просто алюминиевый сплав 6061, но с особой конструкций «баттинга», технологии гидроформинга и термической обработки.

Баттинг (от английского – butting) – утолщение труб критических сечениях, чаще на концах труб.Гидроформинг – формовка труб путем помещения их в специальные матрицы и закачки им внутрь воды или специального масла под высоким давлением.

Более продвинутый сплав «AluxXSL» отличается от сплава 6061 чуть большим содержанием меди.

Alpha White, Black and Red

Фирма Trek применяет бренды:

  • Alpha White Aluminum и Alpha Black Aluminum – это обычный сплав 6061,
  • Alpha Red Aluminum – термически упрочненный алюминиевый сплав 7075.

Велосипедные рамы из алюминия (алюминиевых сплавов)

Мы продолжаем серию статей о различных материалах, используемых при производстве велосипедных рам. В прошлой статье мы поговорили о велосипедах на основе стальных рам.

В современном мире для изготовления рам велосипеда используют следующие материалы:

  • Сталь (обычную, углеродистую, хромомолибденовую).
  • Алюминиевые сплавы (Alloy)
  • Титановые сплавы (Titanium)
  • Карбон (углепластик, Carbon fiber)
  • Различные редкие, экспериментальные и оригинальные материалы (магниевые (Magnesiumc), алюминиево-скандиевые, бериллиевые сплавы, бамбук и т.д.)

В этой статье мы рассмотрим свойства рамы, изготовленной из алюминиевых сплавов.

Сам термин алюминиевая рама не совсем правильный. Алюминий в чистом виде не применяется – он слишком мягкий. Под этим термином подразумеваются сплавы с другими металлами: цинком, медью, магнием, марганцем и т.д.

Один из больших плюсов алюминиевых рам – их малый вес. Именно поэтому велосипеды с такими рамами быстрее набирают скорость, на них легче подниматься в гору. Однако, это же дает и отрицательный эффект в виде потери наката, т.е. когда велосипедист прекращает вращать педали байк быстрее останавливается.

Читайте также  Пульс при езде на велосипеде

На велосипедах с алюминиевыми рамами немного сложнее делать повороты, так как они гораздо «жестче» стальных рам, и, если стальные могут немного изгибаться при повороте, как бы «вписываясь» в него, то алюминий этого делать не может.

Из-за такой жесткости рамы энергия велосипедиста, вращающего педали, передается на колеса с меньшими потерями, чем у стальной рамы, которая при этом немного изгибается и поглощает энергию велосипедиста. Правда, все это играет большую роль у гонщиков и спортсменов, а для обычного байкера это «мелочи жизни». А вот что гораздо более заметно, так это то, что из-за такого свойства алюминия поездка на байке с алюминиевой рамой становится более жесткой и некомфортной. Велосипед гораздо хуже гасит вибрации на дороге, чем байк со стальной рамой, лучше амортизирующей все ухабы и выбоины на ней. Алюминиевая рама передает на пятую точку, позвоночник и руки, практически не гася, все удары о дорогу. А дороги у нас, как известно, не отличаются ровностью и гладкостью.

Для велосипедов с алюминиевой рамой нужна хорошая амортизационная вилка, которая частично возьмет на себя амортизацию от ударов переднего колеса, хорошее седло, а возможно и амортизационный подседельный штырь, для смягчения ударов на позвоночник от заднего колеса.

Еще одним недостатком алюминиевых рам является то, что в отличие от стальных, они, накапливая усталость, ломаются без появления трещин. А это значительно повышает риск того, что она сломается прямо во время поездки. Т.е. стальная рама, перед тем как сломаться сначала треснет, а уже потом в этом месте сломается. Это свойство позволяет заметить трещину и выкинуть треснутую деталь или заварить её.

Например, на моих глазах, во время спуска по горной тропе в Буковеле, в конце трассы сломалась алюминиевая рама д аунхилл-велосипеда. Хорошо еще, что это произошло практически у подножья горы, да и сам спортсмен был отлично экипирован велозащитой и не получил никаких повреждений. Рама просто сложилась пополам на небольшой кочке, так что последние полкилометра до финиша велосипед ехал на своем хозяине. Ситуация очень напоминала ту, что показана на фотографии внизу.

Зависимость прочности велосипедной рамы от диаметра и толщины стенок труб

При изготовлении алюминиевых рам используют трубы большего диаметра с толстыми стенками.

Законы физики говорят, что при увеличении диаметра трубы в два раза ее жесткость повышается в восемь раз (кубическая зависимость), а при увеличении толщины стенки трубы в два раза ее жесткость увеличится так же в два раза. Т.е. для увеличения жесткости конструкции и при минимизации при этом веса — увеличение диаметра трубы предпочтительнее.

Исходя из этих принципов и учитывая, что минимальная толщина стенки стальной трубы может быть 0,4 мм, а алюминиевой 0,8 мм, конструкторы выбирают диаметр и толщину стенок труб для велосипедных рам. Конечно трубы с приведенной выше минимальной толщиной стенок не используют при производстве велосипедов.

Причем рамы часто делают из труб различных сечений или баттированные, что так же позволяет повысить прочность готовой рамы. Почитать о баттировании и геометрии труб рамы можно в статье «Геометрия рамы велосипеда».

Преимущества алюминиевой велосипедной рамы:

  • Меньший вес, по сравнению со стальными рамами, и как следствие этого хорошие разгонные характеристики.
  • Почти абсолютная коррозийная стойкость – такие рамы не ржавеют от слова «вообще».
  • Высокие скоростные характеристики: легче набрать скорость и ехать в гору.

Недостатки велосипедной рамы из алюминиевых сплавов:

  • Жесткость. Алюминиевая рама практически не гасит вибрации, и все неровности дороги передаются на руки и через пятую точку на позвоночник, особенно если еще и вилка жесткая, а не амортизационная.
  • Быстрая потеря наката. Из-за меньшего веса, как только байкер перестает крутить педали, велосипед быстро теряет свою скорость, в отличие от велосипеда со стальной рамой.
  • Недолговечность. Если велосипед эксплуатируется активно, то через несколько лет резко возрастает вероятность получить трещину. А лет через 10 обычного катания рекомендуется регулярно осматривать байк перед поездкой на их наличие. Производители чаще всего дают гарантии на рамы из алюминиевых сплавов в пределах 5-10 лет.
  • Более чувствительны к ударам и падениям, чем стальные и титановые рамы. Все-таки алюминий мягче стали и удар, который сталь даже не заметит – на алюминии может оставить вмятину.
  • Неремонтопригодность. Сварить алюминиевую раму слишком сложно, да и уверенности в ее прочности это, на самом деле, не прибавит – надежнее купить себе новую.
  • Высокая цена.

Виды алюминиевых сплавов, использующихся при изготовлении велорам.

Немного остановимся на видах алюминиевых сплавов, использующихся для изготовления велосипедных рам.

Марок алюминиевых сплавов достаточно много (2014, 7000, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061T6, 6065 и т.д.), но наиболее часто в велосипедостроении используются марки 7005T6 и 6061T6 (аналог отечественного сплава АД33 по ГОСТ 4784-97).

Их еще называют сплавы шести- или семитысячной серии.

Использование в названии букв «Т6» говорит о том, что материал прошел термическую обработку.

Например, при термической обработке сплава 6061 изделие из него нагревают до 530 °С, затем интенсивно охлаждают водой. Затем его в течении 8 часов при температуре около 180 °С искусственно старят. После такой обработки сплав 6061 уже обозначают 6061-Т6.

Сплав 7005 при термической обработке охлаждают не водой, а воздухом.

Например, в приведенной ниже таблице видно состав металлов в сплавах и как изменяются их физические характеристики после термической обработки.

Сплав Состав
металлов
Предел
прочности
на разрыв
(в тыс. PSI)
Предел
текучести
(в тыс. PSI)
Процент
удлинения
Твёрдость
по Бринеллю
2014 4.5% Медь
0.8% Углерод
0.8% Марганец
0.5% Магний
27 14 18% 45
2014T6 70 60 13% 135
6061 1% Магний
0.6% Кремний
0.2% Хром
0.3% Медь
до 0.7% Железо
18 8 25% 30
6061T6 45 40 17% 95
7005T6 4.5% Цинк
1.4% Магний
0.45% Марганец
0.13% Хром
51 42 13% н/д
7075T6 5.6% Цинк
2.4% Магний
1.6% Медь
0.23% Хром
0.15% Марганец
83 73 11% 150

Предел прочночти на разрыв — это нагрузка, при превышении которой происходит разрушение изделия.

Предел текучести — нагрузка, при превышении которой наступает невосстанавливаемая деформация (такая деформация формы изделия, которая им самостоятельно не восстанавливается).

Процент удлинения — это средняя величина удлинения деформируемой детали до её поломки (разрыва).

Твердость по Бринелю — величина, характеризующая твёрдость материала на вдавливание.

Сплавы 7005 и 7075 более прочные, чем 6061 и рама из них прослужит дольше, чем точно такая же из сплава 6061. При этом 6061 более технологичен, чем сплавы серии 7xxx. А это позволяет проще изготавливать из него трубы со сложным сечением и баттировать их, что также увеличивает прочность таких рам. Алюминий марки 6061 легче сварить, чем 7005.

Сварка рамы из труб, изготовленных из алюминия марки 2014, 7075 вообще очень сложный и дорогостоящий технологический процесс. Обычной аргонно-дуговой сваркой их нельзя сварить. При производстве их можно только лить целиком. Именно поэтому эти марки практически не применяют при производстве велосипедных рам.

Рама из алюминиевого сплава 6061 лучше подойдет для фрирайд (freeride, FR) и даунхилл (downhill) рам. Для крос-кантрийных байков хардтейлов оптимальным будет сплав 7005. Он более прочный, жесткий и долговечный.

Велосипед для фрирайда с алюминиевой рамой

Опытные туристы не очень любят алюминиевые рамы из-за их«жесткости» и невозможности сварки в «любой деревне» в отличии от обычной сварки стали.

Небольшое видео о том как паять алюминиевую раму

В заключении хочется сказать следующее.

Какую раму использовать: стальную или алюминиевую, все-таки в большей степени определяется назначением велосипеда, предпочтениями самого велосипедиста, его привычками и финансовыми возможностями. Нормально кататься можно как на велосипеде с алюминиевой, так и со стальной рамой.

Главное получать от этого только удовольствие и здоровье, а не проблемы и болячки.

Катайтесь в свое удовольствие!

А в следущей статье будут рассмотрены качества титановых велорам.

Читайте также  Ремкомплект для камеры велосипеда

Какой алюминиевый сплав лучше для велосипеда: 7005 или 6061?

Материал рамы – важнейший параметр велосипеда, от которого зависит не только его стоимость, но и эксплуатационные характеристики. Чаще всего ее изготавливают из стали или алюминиевых сплавов. Алюминиевые рамы ценятся за свою легкость, жесткость и долговечность, вплоть до пожизненной гарантии у некоторых брендов. Существует целый ряд алюминиевых сплавов, применяемых в велосипедном производстве. Сегодня мы сравним два популярных сплава – 7005 и 6061, расскажем о преимуществах каждого материала и сферах применения.

Их главное отличие – в составе. Так, в сплавы серии 6000 добавляют магний, а в 7000 – цинк. Сплав с маркировкой 7005 стоит меньше и поэтому более распространенный, 6061 – применяется для производства рам в более продвинутых байках. Оба материала обладают высоким качеством, в целом превышающим характеристики стали, и уступающим разве что титану, из которого изготавливают профессиональные велосипеды. Подходят для всех типов велосипедов от недорогих моделей до весьма серьезных шоссейников и гибридов, а также складный байков. Маркировка алюминиевого сплава наносится непосредственно на трубу рамы или другую деталь из него изготовленную.

6061 – упругий и податливый в обработке

Кроме магния в этом сплаве присутствуют – в гораздо меньшем процентном соотношении – также кремний, железо, медь. Ведь сам по себе алюминий достаточно мягкий материал. Используется также в изготовлении судов и самолетов, в строительстве домов. При термической обработке рам из этого материала (термическом упрочнении, закаливании), их нагревают до 530 градусов, а охлаждают с помощью воды. Этот способ считается более легким, при этом сплав остается технологичным – его подвергают беттингу для увеличения легкости и прочности, а также производят рамы из труб со сложным сечением.

Сплав марки 6061 более мягкий, при этом пластичный, лучше поддается сварке, что важно в долгих велопутешествиях, и более устойчив к коррозии.

Из этого алюминия чаще делают байки для:

  • фрирайда;
  • даунхилла;
  • дерта.

За счет пластичности материала, трубы из сплава 6061 имеют стенки переменной толщины, что делает раму боле прочной и одновременно легкой. У производителей гораздо больше свободы при работе с этим сплавом.

7005 – крепкий и долговечный

Рамы из алюминиевого сплава с добавлением цинка считаются более прочными, и служат дольше, чем такие же изделия из алюминия марки 6061. Они надежные и не так быстро накапливают усталость. Это процесс, при котором рама безупречно служит десятилетие, но может сломаться от несильного удара в самый неподходящий момент. При термической обработке материал охлаждают воздухом. Его усталостная прочность в 1,5 раза выше, чем у сплавов шеститысячной «пробы». Это важно для тех случаев, когда вес велосипедиста выше среднего, он катает интенсивно и регулярно.

Для сваривания рамы из алюминия марки 7005 (который хуже поддается сварке из-за высокого содержания добавок) необходимо оборудование соответствующего класса, а также отработанный процесс. Предоставить такие условия могут далеко не все велобренды. При несоблюдении технологии обработки сплава, на таких рамах уже через 5 лет могут появиться трещины в зоне сварочного шва. Поэтому хороший сплав еще не означает автоматически хорошую раму.

Из этого материала, благодаря его прочности, долговечности и жесткости, изготавливают рамы для хардтейлов, велосипедов для кросс-кантри.

Если говорить о двух рамах, изготовленных из сплавов 7005 и 6061, то разница в крепости будет в большей степени обусловлена формой и толщиной труб, а также конструкцией рамы, чем крепостью самого материала. При выборе велосипеда обращайте внимание не только на марку алюминия, но и на производителя, его техническую базу и производственный процесс.

Разрушение стереотипов. Сравнение рам из алюминия 6061 и 7005

Модели велосипедов с алюминиевыми рамами являются одними из самых продаваемых, и по статистике именно на них приходится наибольшая доля продаж на рынке.

Это объяснимо, ведь рамы из стали низкого качества уходят в прошлое (хотя с высококачественной сталью дело обстоит совершенно иначе), карбон зачастую достаточно дорог, а раму из титана не так уж просто найти. Ниже подробно описаны различия между двумя самыми распространенными сплавами алюминия, которые используются в велопромышленности: 6061 и 7005, а также различные технологии повышения их рабочих характеристик.

Есть две основные причины популярности сплавов алюминия 6061 и 7005 в велопромышленности: доступность и физические свойства. Еще два сплава, которые также могут использоваться, 6066 и 6069, распространены намного меньше, по крайней мере, сейчас. Даже скандиевые рамы по существу делались из алюминия, сплавленного с небольшим количеством скандия, но, несмотря на это, стоили слишком дорого. Существуют и другие сплавы алюминия, такие как 7075 и 2014, которые отличаются высокой прочностью, но практически не поддаются сварке.

Сплав 6061 включает в себя алюминий, магний и кремний, и считается предпочтительнее, чем 7005, состоящий из алюминия и цинка, хотя последний более стоек к сжатию и ударам, и способен выдерживать нагрузку в 51.000 psi. Для сравнения, сплав 6061 выдерживает давление до 45.000 psi. Но эти данные получены в лабораторных условиях на примере труб из разных сплавов алюминия. В готовых рамах на устойчивость к нагрузкам влияют такие дополнительные факторы как качество сварки, форма трубы и толщина стенок.

Практика показывает, что разница между сплавами 6061 и 7005 действительно существует, но ее можно не принимать во внимание. Маловероятно, что обычный пользователь подвергнет свой велосипед таким нагрузкам, при которых предел прочности сплава будет играть важную роль.

Но тогда почему предпочтение отдается сплаву 6061, а не 7005? Потому что 6061 проще в обработке, а, следовательно, изготовление рам из него дешевле. По сути, сплав 6061 позволяет производить рамы меньшего веса и более сложной конструкции. Кроме того, немаловажным фактором является произошедшее в последние годы удешевление технологий и оборудования для работы со сплавом 6061.

Кроме того, необходимо объяснить еще два термина, которые часто встречаются в описании рам из алюминия: баттинг и коническая форма трубы.

Что значит одинарный, двойной и тройной баттинг?

Термин «баттинг» относится к толщине стенок трубы. Если эта величина одинакова по всей длине трубы — баттинга нет (также такой профиль трубы называют одинарным баттингом), если количество значений толщины стенки трубы равно двум (большая толщина на концах и меньшая в центральной части), это двойной баттинг. Наконец, при трех разных значениях толщины стенки трубы речь идет о тройном баттинге. Такая технология позволяет уменьшить количество материала, который используется в производстве рамы, и снизить вес на 15%.

Коническая форма трубы используется в рулевом стакане (часть рамы, куда устанавливается рулевая колонка). В двух словах, диаметр верхней части трубы меньше, чем диаметр нижней части. Таким образом производители добиваются большей прочности этой части рамы, высокой жесткости и лучшей устойчивости велосипеда.

Какую раму выбрать на велосипед: алюминиевую или стальную?

Рама для велосипеда является опорной частью, так как к ней прикреплены все главные составляющие. 70 % нагрузки приходится на раму, именно поэтому конструкция должны выполняться из качественных материалов.

Для многих владельцев главным критерием является вес изделия, чем он меньше, тем удобнее управлять средством. Масса напрямую зависит от материала, поэтому выбирать байк следует исходя из этого критерия, учитывая плюсы и минусы каждого.

Что прочнее — алюминий или сталь?

Сталь намного прочнее алюминия, из-за этого стальные детали больше по весу.

Алюминиевые рамы изготавливают не из чистого металла, а с добавлением различных элементов. Зачастую сплав включает примеси хрома, цинка, титана, марганца, железа, что улучшает характеристики деталей. Чаще всего при изготовлении велосипедных рам, применяют сплавы из алюминия таких марок: 7005 и 6061.

Какую раму выбрать на велосипед?

Стальная рама, плюсы и минусы

Для выполнения стальных рам используют такие виды:

  1. Сталь обыкновенная.
  2. Углеродистая сталь.
  3. Сталь, легированная хромом и молибденом.

Сталь обыкновенного качества. Имеет самые низкие свойства, поэтому велосипеды невысокой стоимости. Такой материал быстро портится, рама ржавеет,и велосипед теряет пригодность.

Рамы из углеродистых сталей имеют хорошие прочностные свойства, а также стойки к коррозии. Они достаточно гибкие, поэтому на дороге сглаживают все неровности. Такие конструкции идеально подходят для обычной езды, а также для выполнения трюков. Углеродистая сталь выдерживает большие нагрузки, вплоть до 150 кг.

Читайте также  Набор для прокачки тормозов велосипеда

Легированные стали позволяют сделать конструкцию более надежной, прочной и легкой. Чаще всего стали для выполнения рам легированы молибденом и хромом. Молибден влияет на структуру стали, делая её мелкозернистой, за счет этого повышается прочность. Хром придает коррозионную стойкость.

Цена на такую раму начинается от 400$. Высокая стоимость самый существенный недостаток, именно поэтому такие велосипеды не пользуются спросом.

Преимущества рам из стали:

  • высокие показатели прочности, жесткости;
  • долговечны;
  • выдерживают удары;
  • просты в обслуживании;
  • в отличие от алюминиевых рам, стальные не накапливают усталость. Это свойство позволяет не ломаться элементу в один момент, поэтому велосипедист может вовремя заметить трещину и заменить поврежденную деталь;
  • ремонтировать стальные конструкции достаточно легко, для этого необходима лишь сварка;
  • велосипеды имеют небольшую стоимость;
  • физические свойства позволяют гасить вибрации при движении.

Недостатки стальной рамы:

  • ощутимый вес конструкции;
  • конструкции из обычной стали быстро подвергаются коррозии;
  • из-за появления ржавчин, необходимо тщательно ухаживать за велосипедом: окрашивать поверхность, не оставлять под дождем и снегом, и регулярно смазывать.

Алюминиевая рама, плюсы и минусы

Чаще всего для изготовления рам используют алюминиевые сплавы. Такой материал делает конструкцию более легкой и отзывчивой к недостаткам дороги, а также стоек к коррозии. Алюминиевые сплавы превосходят сталь по жесткости, но они имеют меньшую плотность.

Преимущества рамы из алюминия:

  • маленький вес рамы. Низкосортные конструкции весят около 2 кг, а качественные до 1,5 кг;
  • хорошие характеристики стоят наряду с небольшой стоимостью;
  • велосипед разгоняется быстро на любой местности;
  • не подвергаются коррозии;
  • выдерживают большой вес.

Недостатки этой рамы прямо противоположны достоинствам рамы из стали:

  • Несмотря на быстрый разгон, они также стремительно теряют инерцию.
  • Некоторые модели не поглощают вибрации от дороги, поэтому езда может стать мучительной.
  • Накапливают усталость, поэтому поломка может произойти в любой момент.
  • Большинство поломок практически невозможно починить.

Отзывы велосипедистов

Не каждый велосипедист может с первого раза правильно подобрать раму. Необходимо иметь достаточно опыта, для того чтобы ориентироваться в материалах.

Алюминиевые сплавы для велосипедных рам. Современные алюминиевые сплавы.

Современное велостроение активно использует алюминиевые сплавы для изготовления велосипедных рам. Известно несколько особенно широко применяемых алюминиевых сплава. Так какой же именно алюминиевый сплав лучше подходит для изготовления рамы велосипеда и раму из какого сплава лучше выбрать?

Всё довольно просто. Разница кроется в технологии получения готового изделия. Но давайте рассмотрим всё по порядку.

Сперва нужно разобраться, какие именно сплавы алюминия используются для изготовление велосипедных рам сегодня?

Таких сплавов несколько и вы наверняка сталкивались с их своеобразной маркировкой, которая нанесена прямо на раму. Чаще всего встречаются такие обозначения, как Al6061 и Al7005. Довольно редко можно встретить обозначение Al7075. Иногда эти аббревиатуры записываются немного иначе. Выглядит это следующим образом – 6061T6, 7005T6 и соответственно 7075T6.

Что же означает эта маркировка? Маркировка определяет химический состав сплава, а в случае указания дополнительной буковки Т6 указывает и на тип термической обработки. Указанный тип записи используется для обозначения именно алюминиевых сплавов. Все эти сплавы относятся к дуралюминам. Дюрали — это сплавы, основными компонентами которых являются медь и, собственно, алюминий. Помимо этих компонентов добавляются и прочие легирующие добавки. Эти сплавы характеризуются хорошей способностью к деформированию и механической обработки.

Я не буду забивать вам голову излишним количеством таблиц с непонятными для простого читателя показателями, а просто кратко опишу достоинства и недостатки каждого из сплавов.

Итак, как мы увидели, чаще всего приходится иметь дело с такими сплавами, как 6061, 7005, 7075. Все эти сплавы – дуралюмины. Все они используются в обработанном состоянии, т.е. подвергались термической обработке. Это может быть и не указано в маркировке, а может и указываться дополнительно в виде той самой магической буковки Т6. Именно это указывает, что сплавы подвергались закалке с последующим искусственным старением. Но, ещё раз повторю, что даже без указания этой информации в марке надо знать – в исходном состоянии такие сплавы не употребляются.

Все указанные сплавы имеют русские аналоги. Вероятно, для пользователя будет проще воспринимать наш отечественный стандарт. Поэтому, запомните, что сплав 7005 это эквивалент сплава 1019, сплав 6061 – это практический полный аналог АД33. Ну и высокопрочный алюминиевый сплав 7075 в нашей стране называется сплавом В95.

Все эти сплавы имеют примерно одинаковый диапазон механических свойств. Отличается лишь алюминий 7075 – этот сплав значительно прочнее и менее пластичен. Но используется он редко и такая рама вряд ли вам встретится.

Для человека, который не знает, какую раму или велосипед с какой рамой лучше выбрать, нужно запомнить самое важное. По большому счёту, абсолютно всё равно, из какого именно сплава будет изготовлена ваша рама. Все алюминиевые рамы обладают примерно одинаковыми свойствами и за годы эксплуатации выяснено, что особой разницы нет. Но есть незначительные различия. А какие различия есть между Al 7005 и Al6061?

Всё тоже довольно прозрачно. Сплав 6061 обладает наилучшими показателями с точки зрения обработки и механических свойств. Этот сплав хорошо сваривается и высокотехнологичный. Соответственно, производитель выбирает именно этот материал. Поскольку свариваемость этого сплава великолепная и обрабатывается он отлично, то и пользователь может рассчитывать на более высокое качество рамы. Тогда как сплав 7005 хоть и обладает близкими механическими свойствами, но сваривается значительно хуже своего аналога 6061. Соответственно, при прочих равных условиях, для изготовления рамы из 7005 алюминия требуется более качественное оборудование и отработанный технологический процесс, которым обладает далеко не каждая фирма. Как следствие, мы имеем море информации в сети, что рамы из 7005 алюминия часто и сильно трескаются, а также имеют предел использования 5 лет. Да, такая тенденция известна. Но причина её не в разительных отличиях этих двух материалов, а в отсутствии необходимой методики обработки алюминия 7005. Это приводит к появлению зон перегрева при сварки и прочих неприятных последствиях, что объясняет появление трещин в зоне термического влияния сварного шва.

Из всего вышесказанного следует сделать вывод, что лучше выбрать раму из алюминия 6061 или АД33. Рама из алюминия 7005 не обязательно плохая, но есть незначительный (читаем правильно – незначительный) риск натолкнуться на не совсем качественный образец. Если у вас остались какие-то вопросы, откройте марочник сплавов и проверьте уровень механических свойств для этих двух сплавов.

Особняком тут стоит сплав 7075. Встречается он совсем редко. Но встречается. Чем он интересен? Он хорош тем, что сплав В95 и алюминий 7075 обладает более высоким диапазоном всех механических свойств. Однако сплав менее технологичен. И свариваемость этого сплава ещё меньшая, чем у сплава 7005. Если алюминий 7005 недобросовестный изготовитель порой ухитрится кое-как слепить, то сплав 7075 банально не получится сварить стандартными способами. Именно поэтому, редкий производитель берется за это дело, а если берется, то вынужден доводить его до конца и делать приличную раму по всем канонам. Тем не менее, я бы советовал воздержаться от выбора такой рамы. Рамы из 6061 ходят очень неплохо и имеют приличный ресурс. Тут в целом и нет особой необходимости выискивать 7075. А вот переплата будет ощутимая.

Таким образом, приходим к выводу, что лучшим сплавом для велосипедной рамы, из используемых сегодня, так и является алюминий 6061.

Помимо этих широко известных материалов есть и так называемые скандиевые рамы. Что это такое? Конечно же, никакой это не скандий. Это сплав алюминия и скандия. Рамы эти действительно лучшего качества и материал этот более перспективен. Но цена нещадная, а количество подделок огромное.