铝合金车架和碳纤维车架哪个更结实

你想说的是碳纤维和钛合金吧

碳合金可以作为铁碳合金的简称，也就是高碳钢，是一种比较老的自行车车架材料，在上世纪90年代以前比较多采用的车架材料，因为太重而且偏软，所以在现在的自行车中很少采用。

碳纤维:

碳纤维是目前最好的自行车车架材料，碳纤维车架具有以下几个优点:

1、重量轻，因为碳纤维材料是很轻的，所以碳纤维车架一般比同等级的其他材料的车架要轻一些；

2、强度好，这一点主要是跟铝合金车架相比，因为同样追求刚性和轻量化的这两种材料竞争最激烈，而碳纤维的车架强度远比铝合金车架好；

3、吸震，碳纤维是一层层碳布用胶水黏合在一起，经过烘干制成的，这样成型的材料有一种类似木材的吸震效果，震动会在传递的过程中递减，这一点主要也是跟铝合金车架比较，因为铝合金车架会把所以震动诚实的传递给操作者。

缺点如下:

1、娇贵:碳纤维车架是目前最贵的，起步价也在4k以上，而且碳纤维车架很娇气，虽然结构强度很好，但是本身是很脆弱的，举例说，如果一辆碳纤维自行车摔倒在平滑的水泥地上，不会有任何问题，如果地上恰好有一粒小石子，就可能把车架硌出一个小坑，这一个小坑，就能影响整个车架的强度；

2、寿命短:因为材质和制作工艺的特点，碳纤维车架的使用寿命是有限的，一般在10-15年，性能保证年限只有5年左右。

钛合金:

钛合金的金属特性非常好，强度接近钢，但单位重量不到钢的一半。

钛合金刚性不错，强度很好，重量也比较轻，具有一定的记忆特性（轻微的形变可以自行恢复），钛合金的车架弹性很好。

钛合金的缺点:

1、焊接强度不好，而且焊接条件极其苛刻，一旦脱焊就必须返厂或者报废；

2、比较软，因为强度高，钛合金车架不会像铝合金车架那样粗壮，所以相对刚性就比较低，也就是说车架会比较软。

碳纤维是制作公路车、计时赛车和竞技山地车车架的最好材料，但是不经济。

钛合金是制作旅行车的最好材料，使用强度不大（一般xc程度以下）、不发生脱焊等事故的情况下几乎可以永久使用。

铝合金车架的优点：

铝合金之优点在于轻巧，高抗氧化能力，可塑性高，能于冷工（ColdWork）下塑型及加工，轻微变形车架容易拉回原状。

铝合金车架的缺点：

铝合金会有一种大部分金属的问题，便是金属疲劳。除此之外，因硬度较低，抗磨性不佳，部件较易磨损，不适合用于经常活动之部份。

（1）高碳钢性脆，不耐磨。

（2）容易摔断，涂层易磨损。

（3）速度快了有点飘，不稳定。

（4）铝合金也不重，锻炼效果好。

先说后面的，现在的自行车都用了不同于最早的自行车材料，譬如现在很多车架都是铝合金的，最早的是钢的，特别重。一般来说，现在的趋势是追求轻量，人们正在寻找在相同强度下更轻的材料来作车架包括零件。

自行车的材料有已往使用的铬钼钢以外、还有铝、钛、碳纤、镁等不断出现新材料。

密度

密度是单位体积的重量。密度是决定车架的重量时重要因素之一。设计轻的车架时不可勿视的数据。但是密度小不等于车架轻。

用在自行车上的材料 密度（g/cm＾3）

铬钼钢(低合金钢) 7.9

铝合金 2.6-2.9

钛 4.5

钛合金 4.3-5.1

碳纤 (CFRP) 1.5-1.6

镁合金 1.7

从上表可知铬钼钢密度最高，镁合金最低。密度低的话，可以制作轻车架，假若这样认为的话只讲对了一半。还要老虑拉伸强度、弹性率等因素。虽然密度低，但是强度不够的话也不行，密度低1/3不等于重量也轻1/3。

●铬钼钢车架的优点

(1).加工性好

铬钼钢的车架是历史最久的车架，因此对它的研究时间也最长。现在能做到车架所需强度的极薄的管道。

(2).冲击的吸收性能好

骑感极好，如「像弹簧般的骑感」。构成车架的铬钼钢管道有优异的吸收冲击的性能。

(3).焊接容易

铬钼钢比起钛、铝焊接容易。可以设计成名种形状。另外，焊接后也不需要热处理，因此不需要大型的热处理设备，成本低。

(4).价格便宜

虽然有些高挡次的铬钼钢车架价格贵，但一般价格便宜。也可以说，用便宜的价格买到高挡次的车架。

●铬钼钢车架的缺点

(1).容易生锈

车架用的铬钼钢含有铬，但是添加量少(不锈钢含有12%的铬)的铁系合金。若没有施有表面处理的话，有伤口时容易生锈。但是一般都有进行防锈加工。自行车的场合，管道的肉压薄，生锈后的影响将会非常大。生锈→肉压减少→强度下降(应力集中)。

(2).金属的疲劳显著(应力集中引起的金属疲劳)

●铝合金车架的优点

(1).可以制作重量轻的车架

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，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)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。根据公开的数据，能提高140%。，KET处理是：疲劳破坏是在金属表面上所发生的裂缝为起因，因此用硬化加工技术来提高金属表面的硬度。

●铝合金车架的缺点

1).铝是弹性率及刚性低的材料。因此采用粗的管道，或者改变形状如cross-over管、padded管等。

(2).需要进行热处理

必需进行热处理，否则强度不够。因此一般的规模不大的工厂无能力购买热处理设备。尤其是6000系的铝合金管，多数情况是管道厂家指定热处理条件。

●钛合金车架的优点

(1).可以制作轻量而强度大的车架

纯钛金属的强度更高。在钛金属中添加铝和钒，弹性更高(和铝比较)，也有利于设计。

(2).不生锈：钛在一般的环境下几乎不会被腐蚀。但是它有另一种腐蚀现象即异种金属腐蚀。例如，不同种类的合金接合在一起时，成为电极状态，电位差使局部通电引起腐蚀。对此现象采取的措施是用脂膏等来绝缘(混有金属粉末的脂膏，如商品名：Ti Plepu等)。这种金属粉末防止脂膏流失，即使流失后也用来防止紧密接触。这种金属粉末有导电性也不要紧，接触后被较小的荷重破坏掉。这种现象称为「粘住」，它和「烘焙」是不同的。

「粘住、咬合」：金属之间通过腐蚀来接合的现象。

「烘焙接合」：加工金属时所产生的热量来溶融接合。

(3).骑感好

钛也用在避震器的弹簧上。现在用钛制成的车架适合于长时间的骑行。有些车手酷爱钛制车架，认为骑感极佳。但是个人各异，有人和铬钼钢比较后认为，铬钼钢的车架冲击吸收性比钛车架好，骑感也比钛车架好(这和铬钼钢车架的形状以及用薄的管的结果应力得到增大也有关)。假若钛管的加工技术得到进一步改进，也许会有和铬钼钢同样的骑感。

有些钛制车架使人感到摇摆，这也许是使用plane管(没有加padded的，厚薄不能变化的管)有关。或者虽使用高强度的钛合金，但没有用薄的管等也有关系。

●钛合金车架的缺点

价格高。钛在自然界以二氧化钛的形态存在，提练及加工过程复杂，技术要求高，并花时间因此成本高。再有溶接加工极为困难，因为钛和氧的亲和力极强，和空气接触后马上变成二氧化钛，而二氧化钛硬而脆，该部分的强度会不断下降。因此用惰性气体小心焊接。通常所说的Tig焊接是：(Tig：钨、惰性气体的略语)用钨电极及氩气体进行弧焊接。钛的焊接必需隔绝空气下进行。由于以上原因钛车架价格很贵。

近来有些铝合金车架比钛合金车架价格贵，这说明钛合金车架的价格下降了。其因是冷战结束后军费缩小，钛的用量少了；优秀的技术员开始用钛来制作车架；制作钛车架的成本降低等原因。

●碳纤维车架的优点

(1).可以制作重量轻的车架

碳纤维车架是把碳纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。碳纤维车架非常轻，这是它的密度和强的拉伸强度构成的。

捷安特的碳纤维车架非常轻，2000年的型号1.2kg重

(2).冲击吸收性好

碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿，或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它的吸收冲击力优异的性能，制作不用避震器的自行车。如SCOTT厂的ELEVATED车架是著名的。但是各个厂家之间的品质差异较大，有的很硬，因此这种车架乘骑后才能知道好或者不好。

(3).可以制造各种形状的车架

碳纤维的基本成型方法是，在模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固。可以制成各种形状的车架。如TREK的Y车架是著名的。

●碳纤维车架的缺点

(1).复杂的应力计算

构成碳纤维车架的是碳纤维，它的特点是拉伸强度强，但剪断强度弱，加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性)，根据计算把碳纤维片重叠成型。加工技术各厂家各异，应选择有经验而可*厂家的制品是很重要的。

(2).难于更改尺寸

由于作好模具后成型，难于更改尺寸。无法相应多尺寸多款式的订单。

(3).老化？

使用树脂因此会不会老化？这是一个存在的课题，它放置在阳光下时会逐渐变白。当然这种现象关系到厂家的技术。最好不要放置在阳光下。

●镁合金车架的优点

(1).可以制造重量轻的车架

它比铝密度低，可以制造轻的车架。杨氏弹性模量稍微低些，但是可以用加粗管直径及椭园化等方法来解决。使用铝合金的目的仅仅是为了减轻重量，将来可能会被镁合金取代？？钛和镁的研究课题稍不同，这两种金属今后仍然会活跃下去。

(2).加工性好

镁制车架加工不会差。切粉的燃烧、爆炸等能够通过合金元素来回避的话，剪断、溶接性可能不会差。和钛比较起来加工性好。

●镁合金车架的缺点

(1).耐腐蚀性如何？

生产镁车架的厂商都说耐腐蚀性好。但是这方面的资料当前还很少，耐腐蚀性好到何种程度难于判断。镁是剧烈氧化的金属，不小心操作错了很容易爆炸，纯镁一般不能使用，添加其他金属(铝、锌、锰等)制成合金来使用，制成的镁合金强度、机械性能都得到提高。有些人曾经使用过镁合金制用具，如摩托车的曲柄套等、他们说：「虽然用了很久，但是很好，不会象铝般发白。

(2).镁的杨氏弹性模量(决定刚性的因素)比铝低许多，要增加其刚性管的直径要大，这可能会影响对空气的阻抗？。

(3).成本如何？镁已经用在笔记本电脑的框体上，用它来制作车架成本将是如何？现在尚未知。

车架的寿命

设计自行车管道时，增加应力的话，不得不增加管壁的厚度。疲劳极限高而薄管壁的加工方法，目前主要采用Padded加工方法，这种方法是：发生集中应力的部位如接合部位，按理应增加该部位的厚度，但是不增加厚度，代替它的方法是，减少应力小的管道的中心部位的管壁的厚度。在此举几个薄壁管道的例子。

高级铬钼钢管：中央部位的管壁厚度为0.5mm。Dedacciai公司的最高级铬钼钢管的管壁厚度为0.4mm。

铝制车架：Dedacciai公司的最高级铝管SC61-10A的管壁中央的厚度为0.8mm。最便宜的铝制车架的管道的厚度为1.8～1.3mm，可见Dedacciai公司的最高级铝管的厚度多么薄！这种薄的管使人感到强度行不行呀！

钛制车架：关于钛制车架有Panasonic的0.6mm厚度。另外，在钛制车架方面最著名的美国Litespeed公司，该公司的广告用语是：我们的钛合金的疲劳寿命可达到铝、铁的5倍。

作为自行车运动爱好者来说，能够骑上把管壁加工至极限的薄而轻的车子是可以接受的，但是乘骑的次数越多，强度越下降，年年要换新的车子的话，薄料的车子有什么用呢，当然专业选手就不同了，他们有练习用车及比赛用车。是否能够维持性能特性的车架应成为选择车架的条件？

●材料的选择

已经介绍了几种自行车材料，总地来说，骑感好的是铬钼钢制的、要轻的是铝制的，冲击吸收性最好的是碳纤。钛合金制的上述各种性能都不是最好的，但是为什么对它感兴趣呢？因为它是有前途的金属。

●铬钼钢已经使用了很久，对它的研究也最多，除非有什么突破，铬钼钢的前途可想而知的了。使用适正厚度的管道时重量是会增加，但是不容易引起金属疲劳，这种车能带给车手极佳的骑感。有些自行车竞技必需用铬钼钢制的车子，因为它很结实，容易操作。这种车子才是铬钼钢本来的面貌。有些薄壁的铬钼钢车子，金属表面很容易凹进去，那种车子是不行的。单纯地追求薄壁的管道的现在，铬钼钢应该走自己的道路，充分发挥其优势，否则很可能被其他材料淘汰。

●自行车用铝管，当前的设计方针很危险，铝是没有疲劳极限，为了降低应力应该增加厚度。但是为了单纯地谋求薄壁，使用强勒的新合金来制作车架。从外观来看这些制品使人引起很不错的错觉，但是疲劳寿命将是如何呢？铝管的薄壁程度已经到了极限，不可能再薄下去。结果它的命运将和铬钼钢一样。进一步来说，骑车摔倒时，因它塑性变形量少，破断时很可能发生一口气的脆性破坏。今后铝制自行车向那一个方向发展呢？我认为可能会成为比赛专用自行车的素材。若用铝制自行车来练习，一定会感觉到性能的降低显著。

●碳纤维制自行车是有前途的，通过应力计算会找到最适合的加工条件。另外是信心问题，假若厂家应该提供可信赖的割裂、耐用等数据时，需要量会增加。当前尚存在各种问题。

●钛管还有发展的余地，强度可能会超过铬钼钢，现在已能制造1.5kg的车架，将来一定会出现1kg的车架，钛必定会夺去铝的\"轻量王\"的宝座。另外，钛不需要涂漆，可减少这部分的重量(20～40g)。将来最理想的是钛制自行车？这只是纸上谈兵，和车友们一起探讨。笔者所选择的钛合金是下述的β合金Ti-15Mo-5Zr-3Al (在TI中添加15%的Mo，5%的Zr，3%Al)。

其他材料如镁、不锈钢等不在此记述。这些材料也许将来会有新的突破也说不定。

自行车钢架和铝架区别：外形不同、重量不同、发出声音不同

1、外形不同

钢架车架，一般车架比较粗壮，形状很多变，车架的管材有异形结构，焊接的部分通常焊点很大，但也有比较小的，一般就是焊点后期打磨增加美观度。

铝架一般车架纤细，管材以圆管或者椭圆居多，管材异形的较少，焊点比较小，通常不打磨。

2、重量不同

钢架较重，铝架较轻，通常的铝架在1500—2000g（不含前叉），而钢架肯定要超过2000g。

3、发出声音不同

钢架用手指弹声音较响，铝架声音较小。

扩展资料

钢架车架和铝架的优缺点

钢架

优点：重量轻、短时间的硬度和刚性表现最佳、塑形加工容易、不会生锈，要轻可以把管材抽得极薄，要强也可利用CNC模具切削做出夸张的外型和惊人的强度。

缺点：几乎没有弹性可言、会累积金属疲劳，也由于其灵敏轻巧、高刚性的特性，因此很容易传达地面的振动，造成骑乘舒适性不佳。

铝架

优点：长时间骑乘的刚性佳、管材有弹性（吸震）、管材接合方式多且加工性佳、易焊接且不需要热处理，因此成本与价格相对较低。

缺点：重量过重，保养不当容易生锈，管材塑形较不易且有金属疲劳的问题。

参考资料来源：

百度百科-自行车车架