铬和铝合金物理及化学性质

由于铝合金和合金钢的种类很多，很难说哪个硬度更大，需要看具体的种类才有可比性。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg系，一般含有少量的Mn，可热处理强化．其特点是硬度大，但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金．但耐腐蚀性差，高温软化快。锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。

合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。

合金钢种类：通常按合金元素含量多少分为低合金钢，中合金钢，高合金钢；按质量分为优质合金钢、特质合金钢；按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢（如软磁钢、永磁钢、无磁钢）等。一般是在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢分为8大类，它们是：合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢，电工用硅钢。

铝合金和铬钼钢相比而言更贵，因为铝合金是向铝液中加入镁、钛、锂等元素形成的合金，制作比较复杂，总体来说强度硬度高，并且重量较低。而铬钼钢其实从结构来看是合金钢，其成分主要是由铬钼元素构成，制作简单，用途相对来说较窄，所以铝合金和铬钼钢相比而言更贵。

铬钼钢常常被用于制造一些耐高温、耐高压的阀门和压力容器，铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。

1、退火

把钢加热到临界温度（在钢的固态范围内，引起钢内部组织结构变化的温度）以上30°C~50°C，经过适当保温后，随炉温一起缓慢冷却下来

其目的是降低材料的硬度，提高塑性，细化组织结构，改善力学性能和切削加工性能 2、淬火

将零件加热到临界温度以上，保温一段时间后，然后在水中或油中迅速冷却。由于材料内部组织的变化，使其硬度提高，耐磨性加强，但材料的脆性也增强，塑性下降。由于淬火温度变化快。材料内部形成较大的淬火应力，会导致零件的变形或裂开。淬火不能作为零件的最终热处理，通常要经过适当的回火处理，一消除淬火应力。

淬火可以细化组织、提高硬度、便于切削加工。

3、调质

淬火加高温回火为调质。一些重要的零件，特别是一些在变应力下 工作的零件，如连杆、齿轮和轴等常采用。

4、回火

将淬火后的零件重新加热到临界以下的某一温度，保温一段时间后，然后在 空气中领冷却。回火温度越高，材料的硬度和强度下降越多，而塑性和韧性则显著提高。

钢架弹性好，适合长途，好的钢架价格很贵。铝合金架子吸震性不如钢架，优点就是价格实惠，5000多就能买到顶级的了，比如闪电M5、崔克8.8、yeti arc等等。其实器械是一方面，长途最主要的还是体力和毅力。如果经常骑平路，硬叉就够用了。如果喜欢越野，那就得配个好的前叉了。

纠正：不是碳钢，应该是铬钼钢。长途如果不是走特别难走的道路，可以用4130钢架，预算再高点可以上雷诺853钢架（以上都是车架材料名称）。个人认为，长途旅行车的实用配比：钢架，硬叉，700C，大燕把或者蝴蝶把，再有钱可以弄个高质量的座垫和货架，就圆满了！

这个问题其实不用太纠结。首先，这取决于你对它的功能定位：你的车是用来干什么的？其次，对铝合金和碳钢架的优缺点做个对比，自己又更看重什么。第三，做一个价格的心理比较，看自己能接受哪一种。第四，就需要问问身边用过这些车型的同伴，问问他们的看法。综合上述各项，再做出自己的选择。

此合金具有以下特性：

80Ni-20Cr 镍、铬含量高，含铁量少，在1000 ℃ 以下具有良好的抗氧化性、热强性和较低的正温度系数。常温下，有较高的塑性、冷冲压和焊接性能。合金经固溶处理后为单相奥氏体，使用过程中组织稳定。

Cr20Ni80 的金相结构:

Cr20Ni80合金为单相奥氏体组织

Cr20Ni80应用范围应用领域有：

1.作为加热元件，主要用于使用温度在1000℃以下的周期性热处理炉，比如渗碳炉、钟罩炉、氨分解炉等

2.用于高档电热管和高档家用电加热器的电热丝

3.用于高品质电阻箱内的电阻带

4.也可作为高品质的耐热钢结构件，比如高温网带、烧架等

我公司生产的产品品种：

丝、线材  扁带  成型炉条  带材  锻棒  热轧棒  冷、热板材  管材 机加工成品

此合金具有以下特性：

25Cr-5Al 铝、铬含量较高，含铁量高，由于在表面形成的Al2O3，在1000 ℃ 以下具有较高的抗氧化性、热强性和正温度系数。常温下，塑性、冷冲压、焊接性能一般。合金经退火处理后为铁素体组织，使用过程中组织不稳定，475℃为脆性温度区，长期加热，晶粒不断粗大，使材料逐渐变脆。

0Cr25Al5 的金相结构:

0Cr25Al5合金为铁素体组织

0Cr25Al5应用范围应用领域有：

1.作为加热元件，主要用于使用温度在1000℃以下的热处理炉，尤其适用于连续炉。比如网带淬火炉等

2.广泛用于电热管和家用电加热器的电热丝

3.用于电阻箱内的电阻材料

我公司生产的产品品种：

丝、线材  扁带  成型炉条    热轧棒  机加工成品

铝合金是目前市场上使用最普遍的材质，优点在于重量轻、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。缺点是几乎没有弹性可言、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。

钢材是使用在自行车上最久的车架材质，主要优点包括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。缺点则是重量过重，保养不当容易生锈，管材塑形较不易且有金属疲劳的问题。

铬钼钢 （Fe-Cr-Mo)

在自行车的100年历史当中，铁素材是刚性与重量方面都均衡的理想素材。铁制车架的最大特徵是可在各种成份，各种粗细厚薄的铁管中，任意选择所需要的铁管进行加快。因此可以选择最适合于的尺寸、刚性、骑感的车架，这对于数毫米的差异也敏感的老车手来说是很有好处的。它的最大的缺点是比起其他的素材重(过去)。但是最近的铁素材车架经过热处理，把薄的管道做成粗的管来使用，其重量不会输给轻的合金。

铬钼钢是铬、钼的合金。

●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)

若使用肉薄的铬钼钢车架时需要注意！当然金属疲劳这个现象任何金属都会产生包括铝等在内。金属疲劳现象简单地说：金属虽然具有防止塑性变形的小小的力量，但是反复施加应力时，金属可能被破坏(被称为微细的应力集中)。飞机出事时，有时候也是某部分的金属疲劳引起。对自行车来说，由于金属疲劳的原故，可能出现强度不能保持。例如，进行DH时产生的冲击缩短了自行车的寿命。若感觉到踩踏时不那么顺利前进时很有可能是金属已发生疲劳。

焊接部位，如从管道侧(母体)到溶融的部位(溶接部)，结晶的特性都会显著变化。为使这些组织均一化，本来应该再次结晶化(详细内容后述)。但是车架加工厂不一定有这种大型炉，另一方面，这种加工使已经冷却过的再次硬化，使得变增强的管道的强度降低。

由于存在上述原因，焊接时采用各种方法来加工。如利用低温焊接等方法制造车架。不管是任何优秀的焊接，，焊接部位(1000°C以上)和另管道侧(室温)之间的温度差，冷却时收缩而发生残留应力。该部位受到应力集中时，可能会产生裂缝。结果自行车骑的时间长时可能会引起金属疲劳，微观的硬化加工也使冲击的吸收性也变得差.

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。

●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。根据公开的资料，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。

铬锰钢是一种高强度的钢材，主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件，破坏形式以磨损消耗为主，部分断裂、变形。

性能作用

●高锰钢最重要的特点是在强烈的冲击、挤压条件下，表层迅速发生加工硬化现象，使其在心部仍保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能。这是其它材料所不及的。但高锰钢的耐磨性只是在具备足以形成加工硬化的条件下才表现出其优越性，其他情况下则很差。

●如果只是耐用还是选择铬钼钢车架

希望能帮到您

铬(Cr)在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会增加淬火敏感性

硅

镁

铁

铜

锰

锌

铬

钛等!

钛合金的主要成分:有钛，铝，锡，钒，钼，铌等!

不锈钢是由铁、铬、镍,碳及众多不同元素所组成的合金!

铝合金是轻质,不锈,可塑性很强的金属材料!多用于工业和民用!

钛合金类似于铝合金!但性能远优于铝合金!特别是其强度!多用于军工和特殊工业及民用!

不锈钢是掺入其它元素使其不锈蚀的合成钢材!硬度低于碳钢!延展性好!是用途广泛的金属材料!