강철과 알루미늄 시스템의 차이점. 강철 및 알루미늄 합금의 기계적 성질

• 강철은 잘 알려진 재료입니다. 알루미늄은 현대적인 소재로 가볍지만 동시에 기발합니다. 알루미늄 합금으로 만들어진 외관 하위 시스템을 사용하는 경우 알루미늄이 제시하는 여러 가지 요구 사항을 엄격하게 충족해야 합니다. 위기로 인해 더욱 심각해진 러시아의 가혹한 건설 현실 상황에서 설치자가 더 저렴하고 패스너가 더 간단하며 건설이 신속하게 이루어져야 이러한 요구 사항을 충족하기가 어렵습니다. 알루미늄 하위 시스템 판매자가 침묵하는 내용과 기술 솔루션 카탈로그에 설명된 내용을 살펴보겠습니다.

  1. 강철은 알루미늄에 비해 열팽창 계수가 낮습니다. -20도에서 +50도 사이의 온도 차이로 인해 스테인레스 3미터 가이드는 2mm, 알루미늄 가이드는 5-6mm 늘어납니다. 따라서 알루미늄 시스템은 다수의 이동식 조인트와 열 이음매를 제공합니다. 강철 시스템에서는 모든 연결이 고정되어 있어 더욱 간단하고 안정적입니다. 시스템 요소는 탄성 변형 영역에서 작동합니다.

  2. 강철 시스템에서는 모든 브래킷이 하중을 지탱합니다. 따라서 클래딩의 무게는 가이드의 모든 브래킷에 고르게 분산됩니다(이중 회로 시스템에서 - 브래킷 배열 전체에 걸쳐). 모든 고정 지점은 블라인드 리벳 또는 셀프 태핑 나사를 사용하여 견고합니다.
  알루미늄 외관 시스템에서 브래킷은 반드시 내하중과 바람을 견디는 것으로 구분된다는 점을 상기시켜 드리겠습니다. 또한 클래딩이 포함된 3미터 가이드의 전체 무게는 하나의 지지 브래킷으로 지탱되어야 합니다.

  3. 나머지는 풍하중에 대해서만 작동합니다. 가이드를 윈드 브래킷에 이동 가능하게 고정하기 위해 후자에 직사각형 구멍이 제공됩니다. 이동식 연결을 만들려면 블라인드 리벳을 사용해야 합니다(셀프 태핑 나사 아님!). 또한 리벳 부착 지점은 설치가 이루어지는 주변 온도에 따라 달라져야 합니다.

  실제 건설 상황에서 얼마나 많은 설치자가 기술 솔루션 카탈로그를 연구합니까? 그들은 얼마나 오랫동안 지시를 따르나요? (사진 - 바람을 지지하는 브래킷, 장착 지점, 온도).

• 환기된 외관의 강철 시스템은 외관 시스템과 일치하는 저렴한 패스너를 사용합니다. 이는 아연도금강 시스템용 아연도금강 리벳과 나사, 스테인리스강 시스템용 스테인레스강 리벳입니다. 클라이머는 항상 스테인리스강 리벳으로 고정되어 있습니다.
  알루미늄 서브시스템에서는 이론적으로 스테인리스 스틸 패스너나 알루미늄 블라인드 리벳을 사용해야 합니다. 설치자의 관점에서 보면 스테인리스 리벳에는 세 가지 주요 단점이 있습니다. 스테인레스 리벳은 셀프 태핑 나사보다 4배 더 비싸고, 리벳을 설치하는 데는 셀프 태핑 나사보다 3배 더 오래 걸리며, 스테인레스 리벳을 설치하려면 값비싼 도구(800유로)가 필요합니다. 따라서 블라인드 리벳은 아연 도금 셀프 태핑 나사로 교체되는 경우가 많습니다. 금속-알루미늄 전해질 쌍은 그 자체로 말해줍니다.
• 알루미늄 합금 AD31의 인장 강도는 54kg/mm.sq.m에 비해 20kg/mm.sq.입니다. 강철에서. 강철은 알루미늄보다 내하력이 2.5배 더 큽니다. 따라서 강철 시스템은 알루미늄보다 2배 더 얇은 부품을 사용합니다. 이렇게 하면 무게가 절약됩니다.
• 강철 외관은 내화성입니다. 강철의 녹는점은 1800도이다. 압축 알루미늄 600-700도. 테스트에 따르면 화재 발생 시 건물 외관의 특정 부분에서는 온도가 900도에 도달하여 알루미늄이 녹을 수 있는 것으로 나타났습니다. 이에 대응하려면 알루미늄 시스템에 화재 차단 장치를 설치해야 합니다. 이로 인해 알루미늄 환기 외관의 비용이 증가합니다.
• 강철은 알루미늄보다 열전도율이 4배 낮습니다. 알루미늄의 열전도율은 220W/(mºС)이고 스테인리스강과 아연도금강판은 각각 40W/(mºС)입니다. 따라서 환기된 정면의 알루미늄 시스템에 있는 브래킷은 대형 냉교입니다. 러시아 동료들은 외관의 동일한 단열을 위해 알루미늄 하위 시스템을 사용할 때 20mm 더 두꺼운 단열재를 배치해야 한다고 계산했습니다.

• 알루미늄 합금의 열전도율은 스테인레스강의 열전도율보다 5.5배 더 높습니다. 따라서 브래킷이 벽에 부착된 위치에서 냉교가 형성될 가능성을 없애기 위해 알루미늄 하위 시스템(강철의 경우 2mm)에 10mm 두께의 열교차단이 사용되며 이는 신뢰성에 부정적인 영향을 미칩니다. 앵커 헤드가 교대 온도에서 작동하기 때문에 브래킷 벽 고정 장치는 NVF에서 가장 하중이 많이 걸리는 요소인 앵커의 부식을 초래합니다. 또한 이러한 중요한 구성 요소에 두꺼운 플라스틱 요소가 있다고 해서 시스템의 전반적인 신뢰성이 높아지지는 않습니다.
• 강철 외관 시스템의 비용은 고객에게 중요한 요소입니다. 아연 도금 강철 외관 시스템은 가격과 품질 사이의 좋은 절충안입니다. 통풍이 잘되는 외관을 위한 강철 이중 회로 행잉 시스템은 빈 벽을 계산할 때 처음부터 알루미늄 단일 회로 시스템보다 저렴합니다. 듀얼 회로 기술이 제공하는 장점을 고려하면 가격 차이는 두 배가 될 수 있습니다.

아마도 자전거의 가장 극적인 업그레이드는 프레임 교체일 것입니다. 자전거의 성격을 결정짓는 프레임으로, 주행성능과 외관, 그리고 라이딩의 즐거움에 가장 큰 영향을 미치는 요소입니다. 인터넷 포럼에서는 이것 또는 저 프레임 재료의 선택에 대해 많은 사본이 깨졌고 이 주제는 쉽게 홀리바르로 분류될 수 있지만 여전히 내 의견을 추측하고 표현하도록 허용하겠습니다.

알루미늄 프레임

수년 동안 알루미늄 프레임은 전 세계 사이클리스트들 사이에서 매우 인기가 있었습니다. 프레임은 "알루미늄"이라고 불리지만 알루미늄 자체가 매우 부드럽기 때문에 순수 알루미늄이 아닌 합금으로 만들어졌습니다. 따라서 합금의 약 95%는 알루미늄이지만 마그네슘, 아연, 망간, 티타늄, 크롬, 철 등도 포함되어 있습니다. 이로 인해 자전거 프레임 제조에 가장 자주 사용되는 7005 및 6061과 같은 인기 있는 합금이 탄생합니다. 강도를 높이기 위해 직경이 크고 벽이 두꺼운 파이프가 사용됩니다. 경량화를 목적으로 하는 많은 알루미늄 프레임에는 소위 말하는 것이 있습니다. 하중에 따라 다양한 위치의 파이프 벽 두께가 달라지는 버팅. 결과적으로 프레임은 매우 가볍고 단단하며 내구성이 뛰어납니다.

19인치 크기의 중간 수준 알루미늄 프레임의 무게는 약 2~2.5kg이므로 매우 적당한 예산으로 상당히 가벼운 자전거를 만들 수 있습니다. 강성에 관해서는 이것은 좋고 나쁩니다. 저킹, 페달을 밟은 다이내믹한 라이딩, 정밀한 핸들링이 중요한 레이싱에서는 강성이 플러스가 될 것입니다. 그러나 장거리 라이딩의 경우, 알루미늄 프레임을 라이딩하면 허리, 등, 팔에 약간의 불편함이 발생할 수 있으며, 특히 척추에 문제가 있는 경우 더욱 그렇습니다. 그 이유는 위에서 언급한 강성과 재료의 특성으로 인해 내부 마찰이 낮아서 바퀴의 진동이 프레임을 통해 자전거 운전자에게 잘 전달되기 때문입니다.

알루미늄 프레임의 주요 단점 중 하나는 피로가 축적되는 경향이 있어 결과적으로 가장 부적절한 순간에 예상치 못한 고장이 발생한다는 것입니다. 그렇기 때문에 10년 이상 되었거나, 주행 거리가 적당하거나, 무거운 하중(예: 극한 분야)을 받은 중고 알루미늄 합금 프레임을 특히 주의해야 합니다. 이는 견고한 알루미늄 포크에도 적용됩니다. 이러한 포크를 타는 것은 매우 불편할 뿐만 아니라 갑자기 부러질 수도 있습니다.

어떤 식으로든 알루미늄 프레임은 계속해서 인기가 높으며 중저가 부문의 많은 직렬 자전거 모델이 알루미늄 프레임을 기반으로 조립됩니다. 아마도 가격이 여기서 주요 요인일 것입니다. 결국 5,000-8,000 루블이라도 알루미늄 합금으로 만든 상당히 고품질의 프레임을 구입할 수 있습니다.

전문 사이클링에서 알루미늄 프레임은 오랫동안 사용되지 않았으며 카본으로 완전히 대체되었습니다. 이는 그 특성으로 인해 시간이 초로 측정되고 무게가 그램으로 측정되는 분야에 훨씬 더 적합합니다.

카본 프레임

프로 스포츠에서 카본은 강력하고 영구적인 기반을 갖고 있으며, 향후 몇 년 내에 그 어떤 것도 카본을 대체할 수 없을 것 같습니다. 기술은 계속해서 개선되고 있으며 강성, 강도, 공기역학 성능이 향상되고 무게가 더 가벼운 새로운 프레임 모델이 출시됩니다. 동시에, 카본 프레임과 부품은 더 이상 전문가만의 특권이 아니며 점점 더 아마추어 사이클리스트의 대열에 침투하고 있습니다. 동시에, 카본 프레임에 대해 매우 엇갈린 의견을 가진 많은 기사와 주제가 포럼에 나타났습니다. 저자가 탄소가 얼마나 멋지고, 신뢰할 수 있고, 내구성이 있는지에 대해 이야기하지만, 스스로 모순되어 여전히 약간 깨지기 쉽다고 말하는 기사는 혼란을 야기할 수 있습니다. 그렇다면 신뢰할 수 있는가요, 아니면 깨지기 쉬운가요? 그것을 알아 봅시다.

사실, 탄소는 아무리 이상하게 들리더라도 강하면서도 깨지기 쉽습니다. 장력에서는 탄소가 알루미늄 합금보다 훨씬 강하지만 깨지거나 강한 핀포인트 충격에 관해서는 모든 것이 그다지 좋지 않습니다. 거친 지형을 주행할 때, 점프할 때, 하이킹 중에 무거운 캠핑 장비를 운반할 때에도 카본 프레임에 높은 하중이 가해질 수 있으며, 카본이 버티지 못하고 갑자기 무너지는 것을 걱정하지 않아도 됩니다. 그러나 때로는 자전거가 날카로운 돌이나 벽 모서리에 떨어지거나 기차, 기차 또는 비행기로 운송되는 동안 자전거가 부딪히는 경우가 발생할 수 있습니다. 그런 경우가 꽤 많습니다. 귀하의 사용 사례에서 이것이 구체적으로 발생할 가능성은 또 다른 질문입니다. 사실, 탄소가 실제로 너무 약해서 작은 충격에도 무너질 수 있다고 생각해서는 안 됩니다. 대부분의 경우 모든 작업은 바니시 표면 칩을 사용하여 수행해야 하며 이 칩의 층은 탄소에 대한 추가 보호 기능도 제공합니다. 일반적으로 사용하면 카본 프레임은 피로감을 거의 나타내지 않기 때문에 매우 오랜 시간 동안 지속될 수 있습니다.

최근 예산 (상대적으로) 중국 카본 프레임이 인기를 얻었습니다. 이는 주로 가격 때문입니다. 약 13,000-15,000 루블이며 이는 잘 알려진 브랜드의 모델 비용보다 2배 이상 낮습니다. 그런 프레임을 구입할 가치가 있습니까? 카본을 정말로 시험해 보고 싶지만 잘 알려진 제조업체로부터 프레임을 구입할 방법이 없다면 이것이 유일한 선택입니다. 하지만 탄소는 탄소와 다르다는 점을 명심해야 합니다. 출처를 알 수 없는 저예산 카본 프레임은 가볍고 신뢰할 수 없으며, 신중한 기하학적 구조를 갖지 않을 수 있으며, 일반적으로 브랜드 모델보다 상당히 열등할 수 있습니다. 그러나 어떤 식으로든 카본 프레임이 무엇인지, 어떻게 작동하는지에 대한 아이디어를 얻을 수 있습니다.

탄소가 필요한가요?

더 쉽게 결정할 수 있도록 다음과 같은 여러 질문에 직접 답해 보시기 바랍니다.

• 단 하나의 프레임에 30,000+ 루블을 쓸 준비가 되셨습니까?
• 프레임 수준에 맞는 나머지 구성 요소에 약 60,000달러를 더 지출할 의향이 있습니까?
• 경주에 참여하고 상품을 놓고 경쟁하시겠습니까?
• 이런 자전거를 타고 경주하는 것이 안타깝지 않을까요? 🙂
• 하이킹을 갈 계획이 없고 기차에서 자전거를 운반하지 않거나 다른 자전거와 나란히 기차를 타고 다니지 않으시겠습니까?
• 매일 사용할 수 있는 더 간단한 자전거가 또 있나요?
• 다른 사람들에게 미치는 “와우” 효과가 당신에게 중요합니까?

이러한 질문에 대한 대답이 자신있게 긍정적이라면, 카본 프레임이 장착된 자전거가 정말로 필요할 가능성이 높다고 가정할 수 있습니다. 우선 신뢰성과 내구성이 중요하고 대회에서 상을 받지도 못하고 지갑이 주머니를 늘리지 않는다면 트렌드를 쫓아서는 안됩니다. 이 경우 강철과 같이 보다 저렴하고 오랜 테스트를 거친 재료에 주의하십시오.

강철 프레임

진짜 클래식을 만져보고 싶나요? 고품질의 강철 프레임을 구입하세요. 수십 년 동안 어린이용 초등학생부터 전문가 수준의 콜나고스에 이르기까지 대부분의 자전거는 강철 프레임으로 조립되었습니다. 90년대 초, 프로 사이클링에서는 강철 프레임이 매우 빠르게 알루미늄으로 교체되었고 그 다음에는 카본 프레임으로 교체되었습니다. 더 많은 저가형 자전거의 경우 강철이 여전히 이곳에서 사용되고 있으며 매우 다른 방식으로 사용되고 있습니다.

가장 간단하고 가장 저렴한 것은 저탄소강으로 만든 프레임이고, 약간 더 비싼 것은 합금강(고장력, 하이텐강)으로 만든 프레임입니다. 전자는 가장 저렴한 가격대의 자전거에 사용되며 침대 프레임 또는 워터 튜브 프레임이라고도 합니다. 실제로, 그들의 특성, 특히 첫 번째 특성은 탁월하다고 할 수 없습니다. 이러한 프레임은 무겁고(4-5kg) 부식되기 쉽습니다. 그럼에도 불구하고 저렴하고 튼튼하며 수리가 가능하고 진동을 잘 흡수합니다.

가장 훌륭하고 흥미로운 강철 프레임은 크롬 몰리브덴 강철(CrMo)로 만들어집니다. 한때 전설적인 HVZ, Colnago, Bianchi, Pinarello 및 기타 잘 알려진 도로 및 산악 프레임 제조업체는 평균 아마추어부터 최고 전문가까지 다양한 수준의 크롬 몰리브덴 프레임 모델을 무기고에 보유하고 있었으며 우승했습니다. 투르 드 프랑스(Tour de France), 지로 디탈리아(Giro d'Italia), 파리-루베(Paris-Roubaix) 등과 같은 상징적인 세계 사이클링 경주에서 여러 번 승리했습니다. 물론 오늘날 전문 사이클링에서는 강철(이러한 고품질 강철이라도)은 수년 동안 사용되지 않았지만 많은 제조업체는 도로와 산악 모두에서 계속해서 크롬-몰리브덴 프레임을 생산하고 있으며 이는 클래식 감정가와 전문가들 사이에서 매우 인기가 있습니다. 다양한 표면의 도로를 주행할 때 최대 성능, 신뢰성, 유지 관리성 및 편안함을 중시하는 사이클리스트입니다.

크롬-몰리브덴 프레임은 피로에 매우 강합니다. 크롬-몰리브덴 프레임이 파손되는 경우에도 일반적으로 이는 갑자기 발생하지 않고 점차적으로 발생합니다. 힘든 하이킹 중에 크롬-몰리브덴 프레임에 균열이 나타나는 경우가 있었지만 버티고 깨지지 않아 루트를 완주할 수 있었습니다. 거의 10년 전 저는 Jamis Exile XC 크로몰리 프레임을 발견했습니다. 이 사이트의 페이지에서 이 자전거의 사진을 볼 수 있습니다. 그래서 프레임은 이미 인생에 심하게 구타당한 나에게 왔습니다. 오랫동안 가열되지 않은 차고에 놓여 있었기 때문에 녹슬기 시작했습니다. 카드 어셈블리의 나사산을 깨끗이 청소하고 컨버터로 처리한 다음 프레임 전체에 모빌을 뿌려야 했습니다. 게다가 프레임 탑튜브에도 움푹 들어간 부분이 있고, 리어스테이에도 약간의 밴딩이 있어서 뒷바퀴가 옆으로 조금 어긋나있습니다. 그러나 이것은 제가 9년 동안 일년 내내 사용해 온 모든 경우에 사용되는 주요 자전거입니다.

크롬-몰리브덴 프레임의 자전거는 매우 편안합니다. 내부 마찰이 높고 연성이 좋은 소재의 특성 덕분에 크로몰리 프레임의 자전거는 문자 그대로 자전거 타는 사람 밑에서 작동합니다. 이는 빨래판이나 암석 그레이더와 같이 작고 고르지 않은 표면에서 탈 때 매우 좋습니다. 물론 경주용으로 자전거를 이용하는 경우에는 부드러움이 장점이라기보다는 단점으로 여겨질 수도 있다. 그러나 다른 도로를 여행할 때 그리고 완전히 부재 중일 때 편안함을 최우선으로 생각한다면 크로몰은 매우 좋은 선택입니다.

철골 프레임은 매우 무겁다는 의견이 있습니다. 그러나 이는 고품질 크롬-몰리브덴 프레임에는 전혀 적용되지 않습니다. 물론 탄소와 비교하지 않는 한. 그러나 알루미늄과 비교하는 것이 가능하며 항상 후자에 이점이 있는 것은 아닙니다. 물론 가벼운 크롬-몰리브덴 프레임은 상당히 비싸며 20,000-30,000 루블이들 수 있습니다. 그리고 더. 그러나 더 저렴한 옵션이 있으며 크롬-몰리브덴 프레임의 경우 알루미늄 프레임처럼 중고 프레임을 너무 두려워해서는 안됩니다. 나는 Jamis를 거의 무료로 얻었습니다. 저장했다고 말할 수 있습니다 :)

티타늄 프레임

그래서 우리는 내가 가장 좋아하는 티타늄을 얻었습니다. 그것은 나에게 최대의 다재다능함과 신뢰성을 대표하며 내가 선택한 티타늄 프레임의 자전거입니다. 저는 Titerra Ti-M19 프레임을 기반으로 한 자전거를 12년 넘게 소유해 왔으며 얼마 전에 이에 대해 기사에 썼고 비디오에서 이야기했다는 사실을 상기시켜 드리겠습니다.

티타늄 프레임은 최고의 알루미늄 프레임의 무게와 크롬몰리 프레임의 강도와 편안함을 제공하면서도 부식에 거의 강하고 내구성이 뛰어납니다. 제조 과정에서 모든 기술을 따랐다면 내구성에 대한 요점이 유효하다는 점에 주목합니다. 그렇지 않으면 프레임이 빠르게 파손될 수 있으며 티타늄 가공 조건에 대한 요구 사항이 매우 높아 특히 필요한 조건이 없는 경우 제품의 유지 관리성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 수리가 쉽지 않습니다. 그러나 기술을 따르면 티타늄 프레임은 수십 년 동안 귀하에게 도움이 될 것이며 손자와 증손자에게도 충분할 것입니다.

티타늄 프레임 제조에는 순수한 형태의 티타늄뿐만 아니라 다른 원소를 포함하는 합금이 사용됩니다. 이러한 합금을 티타늄 합금이라고 합니다. 예를 들어, 자전거 프레임 생산에 사용되는 가장 널리 사용되는 합금은 3AL-2.5V(알루미늄 3% 및 바나듐 2.5%) 및 6AL-4V(알루미늄 6% 및 바나듐 4%)입니다. 종종 이러한 합금은 동일한 제품의 다른 부분에 결합되어 사용됩니다. 예를 들어 잘 알려진 회사인 Rapid에서는 프레임에 항공우주 합금 OT-4 및 PT-7M을 사용하는 등 다른 합금도 사용됩니다.

티타늄 프레임의 목적은 적용 범위가 매우 넓습니다. 연중 내내 도시에서 매일 사용하고, 여러 날에 걸친 복잡한 하이킹, 브레베, 모든 유형의 도로 라이딩, 긴 산책을 포함한 모든 유형의 라이딩 등 문자 그대로 자전거를 스스로 끌고 가세요. 여기에는 높은 프레임 강성이 중요하여 최대한의 저크와 날카로운 제어가 가능한 경주는 포함되지 않습니다. 티타늄은 부드럽기 때문에 페달을 밟을 때, 특히 동력을 공급할 때 약간의 손실이 있습니다. 또한, 체중 100kg 이상의 사람이 티타늄 프레임을 사용한 자전거를 사용하는 경우, 프레임이 단순히 몸 아래에 매달려 있는 듯한 느낌까지 지나치게 부드러움이 눈에 띌 수 있습니다. 물론 이는 특정 프레임 모델에 따라 크게 달라집니다.

시각적으로 티타늄 프레임의 자전거는 완전히 눈에 띄지 않게 보입니다. 티타늄은 도장되는 경우가 거의 없으며, 화려한 외관을 구현해야 하는 경우 광택이 날 때까지 연마됩니다. 대부분의 프레임은 광택이 나지 않은 상태로 판매되며 일반 사람들에게는 회색 철 조각처럼 보입니다. 이것은 확실히 플러스로 간주 될 수 있습니다. 상당한 비용에도 불구하고 티타늄 자전거는 장식된 알루미늄이나 패셔너블한 카본 자전거에 비해 훨씬 덜 관심을 끌며 때때로 "이봐, 날 데려가, 나 정말 멋지다!"라고 외칩니다. 나는 심지어 여행 중에 한 무리의 사람들이 마을 상점에 들러 자전거를 기대고 떠난 사례도 알고 있습니다. 티타늄 자전거는 마지막으로 지탱된 자전거였습니다. 사람들이 매장을 떠날 때 (처음 나온) 티타늄이 옆으로 누워 있는 것을 발견했지만, 새 알루미늄 자전거의 흔적은 전혀 없었습니다. 물론, 이것이 항상 효과가 있고 자전거를 어디에든 놓아둘 것이라고 기대해서는 안 되지만, 이는 의심할 여지 없이 장점입니다.

티타늄 프레임의 가장 큰 단점은 가격이 비싸다는 것인데, 이는 브랜드 카본 제품과 동등하거나 그보다 더 높을 수 있습니다. 예를 들어, 이미 15년이 된 중고 티타늄 프레임은 20,000루블에 쉽게 팔릴 수 있지만 이는 매우 부풀려진 가격표라고 말할 수는 없습니다. 새로운 국내 티타늄 프레임 가격은 45,000 루블부터 시작됩니다. 따라서 티타늄 프레임에 자전거를 조립하기로 결정한 경우 그렇게 하기 전에 모든 장단점을 평가하고 이 모든 것이 필요한 이유와 게임이 가치가 있는지 이해해야 합니다. 많은 경우 크롬몰리 프레임은 훨씬 적은 비용으로 티타늄의 훌륭한 대안이 될 수 있습니다.

패션과 트렌드에 있어서 티타늄은 다른 소재로 만든 프레임과 차별화됩니다. 고급 자전거 운전자의 서클에서는 다음과 같이 보입니다. 알루미늄 - 눈에 띄지 않고 평범한 대량 생산 자전거; 카본은 메신저와 고급 사이클리스트를 위한 것입니다. 크롬 몰리브덴 - 클래식 및 구식 자전거 애호가를 위한 제품입니다. 티타늄의 상황은 특별합니다. "클래식" 또는 "트렌드"와 같은 표현은 그에게 적합하지 않습니다. 그는 다른 평행선에 있고 시간이 부족하며 티타늄 자전거의 선을 달성했다면 자신의 견해를 재고할 수 없을 것입니다. .

결론

물론 알루미늄, 탄소, 강철 및 티타늄 외에도 마그네슘 또는 스칸듐 프레임과 같은 훨씬 더 이국적인 합금 및 재료로 만든 자전거 프레임이 있습니다. 하지만 오늘날에는 주문하더라도 판매중인 제품을 찾는 것이 매우 어렵고 제가 아는 한 10-15년 전과 비교했을 때 이에 대한 관심이 이미 크게 감소했습니다.

자전거 프레임 소재를 선택할 때는 해당 소재가 어떻게 사용될지 정확히 생각하고 결정해야 합니다. 각 자료는 그 자체로 훌륭하지만 약점도 있습니다. 저예산 자전거 조립에 관해 이야기하고 있다면 선택은 알루미늄과 강철 프레임으로 제한될 가능성이 높습니다. 스포츠와 경주에 관심이 있다면 처음에는 알루미늄으로 경주해야 하지만 눈에 띄게 성장함에 따라 카본으로 전환하면 결과가 향상될 수 있습니다. 하지만 카본을 타면 즉시 상위 5위 안에 들 것이라고 생각하지 마세요. 그래도 우선 자전거 타는 사람이 타고 자전거가 그를 도와줍니다. 사이클링 관광에 관심이 있고 어떤 도로에서든 장거리 여행을 좋아하며(어쩌면 도로 없이도) 동시에 영원하고 신뢰할 수 있는 것을 만지고 진지하게 돈을 쓸 기회를 갖고 싶다면 티타늄이 달린 자전거 프레임이 당신에게 완벽하게 어울릴 것입니다. 하나의 프레임에 수만 달러를 지출할 준비가 되어 있지 않지만 신뢰성과 내구성을 원하지만 "부풀어 오른" 알루미늄 프레임의 시각적 매력이 마음에 들지 않습니까? 이 경우 의심할 여지없이 귀하의 요구와 세련된 취향을 만족시킬 수 있는 크롬-몰리브덴 모델에 주목하십시오.

의심할 여지 없이 프레임 선택은 매우 중요한 문제입니다. 좋은 장비는 라이딩의 즐거움을 주기 때문입니다. 그러나 저는 여러분에게 사이클링 페티시즘에 빠지고, 체중을 쫓고, 사이클링 포럼에서 무엇이 더 멋진지, 무엇이 효과가 있고 무엇이 그렇지 않은지에 대해 논쟁하면서 시간을 낭비하라고 조언하지 않습니다. 가장 중요한 것은 당신이 자전거를 좋아하고 더 자주 타고 혜택과 즐거움을 얻을 수 있는 욕구, 시간 및 에너지가 있다는 것입니다.

추가할 내용이 있거나 특정 프레임에 대해 질문하고 싶은 경우 댓글을 남겨주세요.

알루미늄과 스테인레스 스틸은 비슷해 보이지만 실제로는 상당히 다릅니다. 이러한 10가지 차이점을 기억하고 프로젝트에 적합한 금속 유형을 선택할 때 이를 지침으로 사용하십시오.

1. 무게 대비 강도.알루미늄은 일반적으로 강철만큼 강하지는 않지만 훨씬 가볍습니다. 이것이 비행기가 알루미늄으로 만들어진 주된 이유입니다.
2. 부식.스테인레스 스틸은 철, 크롬, 니켈, 망간 및 구리로 구성됩니다. 내식성을 부여하기 위해 크롬을 첨가합니다. 알루미늄은 주로 금속 표면(보호층)의 특수 필름으로 인해 산화 및 부식에 대한 저항력이 높습니다. 알루미늄은 산화되면 표면이 하얗게 변하고 때로는 구멍이 생기기도 합니다. 일부 극단적인 산성 또는 알칼리성 환경에서는 알루미늄이 치명적인 속도로 부식될 수 있습니다.
3. 열 전도성.알루미늄은 스테인레스 스틸보다 열전도율이 훨씬 좋습니다. 이것이 자동차 라디에이터 및 에어컨에 사용되는 주된 이유 중 하나입니다.
4. 가격.알루미늄은 일반적으로 스테인레스 스틸보다 저렴합니다.
5. 제조 가능성.알루미늄은 매우 부드럽고 절단 및 변형이 더 쉽습니다. 스테인레스 스틸은 더 강한 재료이지만 변형이 더 어렵기 때문에 작업하기가 더 어렵습니다.
6. 용접.스테인리스강은 비교적 용접하기 쉬운 반면, 알루미늄은 문제가 될 수 있습니다.
7. 열적 특성.스테인레스 스틸은 알루미늄보다 훨씬 높은 온도에서 사용할 수 있으며, 알루미늄은 단 200도에서도 매우 부드러워집니다.
8. 전기 전도성.스테인레스강은 대부분의 금속에 비해 매우 열악한 전도체입니다. 그에 반해 알루미늄은 매우 좋은 전기 전도체입니다. 높은 전도성, 가벼운 무게 및 내식성으로 인해 고전압 가공 전력선은 일반적으로 알루미늄으로 만들어집니다.
9. 힘.스테인레스 스틸은 알루미늄보다 강합니다.
10. 음식에 미치는 영향.스테인레스 스틸은 음식에 덜 반응합니다. 알루미늄은 금속의 색상과 냄새에 영향을 줄 수 있는 식품에 반응할 수 있습니다.

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철강의 특성과 품질은 관련 GOST 및 기술 사양에 의해 규제되는 기계적 특성과 화학적 조성 등 다양한 기술적 특성에 의해 평가됩니다.

기계적 특성의 주요 지표에는 강도, 탄성 및 연성, 취성 파괴 경향이 포함됩니다.

힘 - 외력 영향에 대한 저항.

탄력성은 하중을 제거한 후 원래 상태로 복원되는 특성입니다.

가소성은 하중을 제거한 후 잔류 변형이 발생하는 특성입니다.

취성은 탄성 작업의 한계 내에서 작은 변형으로 인해 재료가 파괴되는 것입니다.

강철의 강도, 탄성 및 연성은 특수 샘플의 인장 시험을 통해 결정됩니다. 결과 다이어그램은 응력과 변형 사이의 관계를 보여줍니다.

강철의 기계적 특성에 대한 가장 중요한 지표는 항복 강도 -(R y), 인장 강도(인장 강도 - Ru) 및 상대 연신율(ε)입니다. 항복강도와 일시적 저항은 강철의 강도를 특징짓고, 상대신율은 강철의 소성특성을 특징짓습니다.

알루미늄 합금 및 강의 인장 선도

1 - 순수 알루미늄; 2 - AMgb; 3 - ABT1; 4 - D16T; 5 - 강종 VStZ

표준 저탄소강 샘플이 항복 강도와 동일한 응력에 도달할 때까지 재료는 거의 탄력적으로 작동합니다. 그런 다음 일정한 응력 하에서 큰 변형이 발생합니다. 그 결과, 항복 안정기가 형성됩니다(위 그림 다이어그램의 수평 단면). 상대 신율이 2.5%에 도달하면 재료의 유동성이 멈추고 다시 변형에 저항할 수 있습니다. 강철 작업의 이 단계를 cmadueit 자체 강화라고 하며, 여기서 재료는 탄소성 플라스틱처럼 작용합니다. 다른 철강의 경우 소성 단계로의 전환이 점진적으로 발생합니다(수율 정체기가 없음). 이들에 대한 항복 강도는 잔류 변형이 0.2%에 도달하는 응력, 즉 σ y = σ 0.2로 간주됩니다.

강도를 특징으로 하는 재료의 최대 저항은 파괴 과정 중 가장 높은 조건부 응력(샘플의 초기 단면적에 대한 파괴 하중의 비율)에 의해 결정됩니다. 이 응력을 일시적 저항(인장 강도)이라고 합니다.

응력과 변형 사이의 선형 관계에서 편차가 시작되는 재료의 가장 높은 응력을 비례 한계 σ et.

강철이 부서지기 쉬운 상태가 되는 경향과 다양한 손상에 대한 민감도는 충격 강도 테스트를 통해 결정됩니다.

강철의 기계적 성질은 강철이 작동하는 온도에 따라 달라집니다. 강철을 t = 250°C로 가열하면 그 특성이 약간 변하지만, 온도가 더 증가하면 강철은 부서지기 쉽습니다. 음의 온도는 강철의 취약성을 증가시키며, 이는 극북 지역에서 건물을 지을 때 특히 고려해야 할 중요한 사항입니다. 저탄소강은 영하 45°C 이하의 온도에서 부서지기 쉽고, 저합금강은 영하 60°C 이하의 온도에서 부서지기 쉽습니다.

강철의 화학 성분. 이 구성은 다양한 첨가제와 불순물의 함량 비율이 특징입니다. 탄소는 강철의 항복강도와 강도를 증가시키지만 연성과 용접성은 감소시킵니다. 이와 관련하여 건설에는 저탄소 강만 사용됩니다. 강철에 다양한 불순물(합금 첨가제)을 특별히 도입하면 강철의 특성 중 일부가 향상됩니다.

실리콘 (문자 C로 표시)은 강철을 탈산하므로 끓는점에서 차분한 강철로 그 양이 증가합니다. 이는 강철의 강도를 증가시키지만 용접성, 내식성을 다소 손상시키고 충격강도를 크게 감소시킵니다. 실리콘의 유해한 영향은 망간 함량 증가로 상쇄됩니다. 망간(G) - 강철의 강도를 증가시키고 연성을 약간 감소시킵니다. 구리(D) - 강철의 강도를 약간 증가시키고 부식에 대한 저항성을 높이지만 강철의 노화를 촉진합니다. 알루미늄(Au) - 강철을 잘 탈산하고 인의 유해한 영향을 중화하며 충격 강도를 높입니다. 니켈(N), 크롬(X), 바나듐(F), 텅스텐(V) 등의 합금첨가제를 철강에 첨가하면 기계적 성질이 크게 향상되지만, 공학구조물에 사용되는 철강에 이러한 첨가제를 사용하는 것은 한계가 있다. 희소성과 높은 비용으로 인해 제한됩니다.

일부 불순물은 철강에 해롭습니다. 따라서 인은 강철의 연성과 인성을 급격히 감소시켜 저온에서 부서지기 쉽습니다. 유황은 강철의 강도를 다소 감소시키고 가장 중요한 것은 용접 중 균열 형성을 촉진합니다. 공기 중에서 용융 금속으로 유입되는 산소, 수소 및 질소는 강철의 구조를 악화시켜 취약성을 증가시킵니다.

기계적 특성(σ u, σ у)에 따라 모든 강철은 일반적으로 일반, 증가 및 고강도의 세 그룹으로 나뉩니다. 보통 강도의 강철에는 저탄소 강철이 사용되며, 강도가 증가하고 고강도 강철인 저합금강 및 중합금강에는 저탄소강이 사용됩니다.

충격 시험 요구 사항에 따라 저탄소강은 6가지 범주로 나뉘며 각 범주에 대해 화학 조성, 인장 강도, 연신율 및 냉간 굽힘 시험 요구 사항이 표준화되어 있습니다.

M16S 등급 및 16D 등급의 저탄소강은 수력 구조물, 교량 및 기타 특히 중요한 구조물에 사용됩니다.

고강도 및 고강도강(저합금 및 중합금)은 GOST 표준 및 특수 기술 조건에 따라 공급됩니다. 합금강 등급의 명칭은 어느 정도 화학적 조성을 반영합니다. 처음 두 자리는 평균 탄소 함량을 100분의 1퍼센트로 표시하고, 다음 러시아 알파벳 문자는 합금 첨가제를 나타냅니다. 문자 뒤의 숫자는 첨가제 함량을 백분율로 표시하며 정수로 반올림됩니다. 합금 첨가제의 양이 0.3-1%이면 수치가 제공되지 않습니다. 첨가물 함량은 0.3% 이상입니다. 모든 고강도 및 고강도 강철은 기계적 특성 및 화학적 조성이 보장된 상태로 공급됩니다. GOST에 따르면 표준화된 특성에 따라 철강은 15가지 범주로 나뉩니다.

지정 예: 강철 14G2의 평균 탄소 함량은 0.14%, 망간(G) 최대 2%입니다. 강철 15ХСНД - 탄소 0.15%, 크롬(X), 실리콘(C), 니켈(N) 및 구리(D) 각각 0.3-1%.

금속을 절약하기 위해 압연 탄소강 등급 StZ, StZGSsps 및 저합금강 등급 09G2, 09G2S 및 14G2가 2개의 강도 그룹(예: VStZsp5-1 및 VStZsp5-2)으로 제공됩니다. 이러한 강철은 항복 강도와 인장 강도의 거부 수준이 다르며 이와 관련하여 계산된 저항도 다릅니다. 두 번째 강도 그룹으로 분류된 강철은 더 높은 설계 특성을 갖습니다.

강철 등급의 선택에 따라 구조의 신뢰성과 비용, 제조 용이성, 정상 작동 기간, 부식 방지를 포함한 구조 유지 관리 작업의 수량, 양 및 비용이 결정됩니다.

구조물의 작동 조건이 특별한 요구 사항을 부과하지 않는 경우 강철 등급은 변형 설계와 기술 및 경제 분석을 기반으로 선택됩니다.

재료의 강도는 낮은 응력을 특징으로 하며, 이에 도달하면 샘플 파괴 과정이 시작됩니다. 이 응력을 인장강도 또는 인장강도라고 합니다.

강철의 강도가 증가함에 따라 항복 면적이 눈에 띄게 감소하며 일부 강철은 항복 영역이 전혀 없는 것이 특징입니다. 이 특성은 강철의 신뢰성을 감소시켜 취성 파괴에 대한 민감성을 증가시킵니다.

탄성 단계에서 작업할 때 인장, 압축 및 굽힘의 경우 계산된 저항 R y는 다음 공식을 사용하여 표준 값으로 결정됩니다.

여기서 Ryn은 표준값 MPa입니다. γ m - 재료의 신뢰도 계수(1.025-1.15).

알루미늄은 의심할 여지없이 모든 사람에게 오랫동안 알려져 온 부인할 수 없는 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 그러나 재료는 상당히 복잡하며 설치만큼 작동하지 않습니다. 외관 하위 시스템에 알루미늄 합금을 사용할 때는 향후 장기적이고 문제 없는 작동을 보장하는 매우 구체적인 규칙 목록을 엄격히 따라야 합니다. 러시아 건설 시장의 현실에서는 이러한 조건을 충족하는 것이 상당히 어렵다고 말해야 합니다. 특히 알루미늄 하위 시스템 공급업체가 이러한 규칙을 준수해야 할 필요성에 대해 논의하지 않는 경우가 많다는 점을 고려하면 더욱 그렇습니다.

그래서 우리는 강철과 알루미늄 하위 시스템에 대한 비교 설명을 제공합니다.

* 온도 상승이 크면 강철의 팽창은 미미하며 약 2mm에 달하며, 알루미늄 시스템의 경우 이 수치는 2~3배 더 큽니다. 따라서 일부 연결을 이동 가능하게 마운트해야 합니다. 강철을 사용하면 연결이 고정되어 있어 더욱 안정적입니다.

* 강철 시스템의 또 다른 중요한 장점은 고정 장치입니다. 강철 시스템에서는 절대적으로 모든 브래킷이 하중을 지지하므로 전체 시트가 고르게 분포됩니다. 또한 첫 번째 지점부터 모든 고정 장치는 단단하고 움직이지 않으며 셀프 태핑 나사와 리벳을 사용하여 고정됩니다. 알루미늄 시스템에는 바람과 하중을 견디는 브래킷으로 의무적으로 구분되어 있습니다. 클래딩의 전체 무게는 지지 브래킷에만 하중을 가하는 것으로 나타났습니다.

* 윈드 브라켓은 바람에 의해 생성된 하중을 견뎌냅니다. 가이드를 브래킷에 부착하려면 가이드에 직사각형 구멍을 만들어야 합니다. 모든 고정은 셀프 태핑 나사가 아닌 리벳을 사용하여 이루어집니다. 또한 리벳의 부착 지점은 이러한 조건에 따라 달라지므로 구조물이 설치된 기상 조건과 온도를 고려할 가치가 있습니다.

* 강철 시스템은 외관 부분과 균일한 패스너를 사용해야 합니다. 즉, 모든 고정 요소도 아연 도금 강철 또는 스테인리스 재질로 만들어집니다. 알루미늄 시스템은 또한 스테인리스강 부품, 특히 셀프 태핑 나사 및 리벳의 사용을 제공합니다. 그러나 모든 설치자는 스테인리스강 요소에 몇 가지 단점이 있다는 점, 즉 스테인리스강 리벳은 셀프 태핑 나사보다 몇 배 더 비싸고 리벳을 사용하려면 더 많은 주의와 많은 시간이 필요하다고 말할 것입니다. 이는 종종 스테인레스 리벳이 아연 도금 나사로 대체된다는 사실을 수반하며, 이는 그 자체로 일반 요구 사항을 크게 위반하는 것입니다.

* 강철은 알루미늄보다 강한 소재이므로 내하력이 거의 2.5배 더 높습니다. 이로 인해 설치 중에 더 얇은 부품을 사용하게 되어 구조물의 전체 무게를 크게 줄이는 데 도움이 됩니다.

* 알루미늄 파사드 시스템은 화재 안전 요구 사항을 충족하기 위해 일부 지역에 방화 구획을 설치해야 하기 때문에 가격이 더 비쌉니다. 강철의 녹는점은 알루미늄의 녹는점보다 2배 높기 때문에 화재에 더 강하고, 화재가 발생하더라도 강철이 녹지 않아 더 이상의 화재 확산에 기여하지 않습니다.

* 강철 시스템은 단열재 절약에 도움이 됩니다. 강철은 알루미늄보다 열을 4배나 더 잘 전도합니다. 구체적인 계산을 통해 동일한 결과를 얻으려면 강철 시스템보다 알루미늄 시스템에 20mm 더 두꺼운 단열재를 설치해야 하는 것으로 나타났습니다.

이제 건설 현실에서 이러한 모든 매개변수를 고려해야 한다고 상상해 보십시오. 앉아서 주의 깊게 카탈로그를 연구하고 거기에 나열된 모든 지침을 따르는 설치자를 상상할 수 있습니까? 물론, 외관 구조 설치 중 온도와 같은 중요한 요소는 고려되지 않습니다.

그리고 가격 요소가 고객에게 중요한 포인트라는 점을 기억할 가치가 있습니다. 그리고 위의 사실을 바탕으로 강철 외관 시스템이 가격과 품질을 어떻게 유리하게 비교할 수 있는지 보여주는 훌륭한 예라는 근거 있는 결론을 내릴 수 있습니다. 강철 시스템은 기본 특성에도 불구하고 알루미늄 시스템보다 비용이 저렴합니다. 그런데 이중 회로 강철 시스템의 가격은 단일 회로 알루미늄 시스템의 가격보다 낮습니다. 이중 회로 알루미늄 서브시스템을 주문하면 가격 불일치가 두 배에 이를 수 있습니다.