​Qual quadro de bicicleta é melhor: aço ou alumínio. Escolhendo um quadro

Na escolha dos produtos metálicos - toalheiros e grades aquecidos, loiças e vedações, grelhas ou corrimãos - escolhemos, em primeiro lugar, o material. Tradicionalmente, considera-se que o aço inoxidável, o alumínio e o aço preto comum (carbono) competem. Embora tenham várias características semelhantes, eles diferem significativamente entre si. Faz sentido compará-los e descobrir o que é melhor: alumínio ou aço inoxidável(o aço preto, devido à sua baixa resistência à corrosão, não será considerado).

Alumínio: características, vantagens, desvantagens

Um dos metais mais leves geralmente utilizados na indústria. Conduz muito bem o calor e não está sujeito à corrosão por oxigênio. O alumínio é produzido em várias dezenas de tipos: cada um com seus próprios aditivos que aumentam a resistência, a resistência à oxidação e a maleabilidade. No entanto, com exceção do alumínio aeronáutico muito caro, todos eles têm uma desvantagem: maciez excessiva. As peças feitas deste metal são facilmente deformadas. Por isso é impossível utilizar alumínio onde, durante o funcionamento, o produto fica exposto a altas pressões (golpe de aríete em sistemas de abastecimento de água, por exemplo).

Resistência à corrosão do alumínio um pouco caro. Sim, o metal não “apodrece”. Mas apenas devido à camada protetora de óxido, que se forma no produto ao ar em questão de horas.

Aço inoxidável

A liga praticamente não tem desvantagens - exceto o alto preço. Não tem medo da corrosão, não teoricamente, como o alumínio, mas na prática: não aparece nenhuma película de óxido, o que significa que com o tempo, “ aço inoxidável"não desaparece.

Um pouco mais pesado que o alumínio, o aço inoxidável suporta bem os impactos, alta pressão e abrasão (especialmente marcas que contêm manganês). Sua transferência de calor é pior que a do alumínio: mas graças a isso o metal não “transpira” e há menos condensação.

Com base nos resultados da comparação, fica claro que para realizar tarefas que exigem baixo peso metálico, resistência e confiabilidade, aço inoxidável é melhor que alumínio.

Atualmente, os sistemas NVF mais comuns no mercado russo podem ser divididos em três grandes grupos:

• sistemas com estruturas de sub-revestimento em ligas de alumínio;
• sistemas com estrutura de subrevestimento em aço galvanizado com revestimento polimérico;
• sistemas com estrutura de sub-revestimento em aço inoxidável.

Sem dúvida, as estruturas de sub-revestimento em aço inoxidável apresentam as melhores resistência e propriedades térmicas.

Análise comparativa de propriedades físicas e mecânicas de materiais

*As propriedades do aço inoxidável e do aço galvanizado diferem ligeiramente.

Características térmicas e de resistência do aço inoxidável e do alumínio

1. Considerando a capacidade de carga 3 vezes menor e 5,5 vezes a condutividade térmica do alumínio, o suporte de liga de alumínio é uma “ponte fria” mais forte do que o suporte de aço inoxidável. Um indicador disso é o coeficiente de homogeneidade térmica da estrutura envolvente. De acordo com dados da pesquisa, o coeficiente de uniformidade térmica da envolvente do edifício quando se utiliza um sistema de aço inoxidável foi de 0,86-0,92, e para sistemas de alumínio é de 0,6-0,7, o que obriga a instalar uma maior espessura de isolamento e, consequentemente, aumenta o custo da fachada.

Para Moscou, a resistência necessária à transferência de calor das paredes, levando em consideração o coeficiente de uniformidade térmica, é para um suporte de aço inoxidável - 3,13/0,92=3,4 (m2.°C)/W, para um suporte de alumínio - 3,13/0,7= 4,47 (m 2 .°C)/W, ou seja, 1,07 (m 2 .°C)/W superior. Assim, ao utilizar suportes de alumínio, a espessura do isolamento (com coeficiente de condutividade térmica de 0,045 W/(m°C) deve ser considerada quase 5 cm a mais (1,07 * 0,045 = 0,048 m).

2. Devido à maior espessura e condutividade térmica dos suportes de alumínio, segundo cálculos realizados no Instituto de Pesquisa em Física da Construção, a uma temperatura externa de -27 °C, a temperatura na âncora pode cair para -3,5 °C e ainda mais baixo, porque nos cálculos, a área da seção transversal do suporte de alumínio foi assumida como 1,8 cm 2, quando na realidade é 4-7 cm 2. Ao utilizar um braquete de aço inoxidável, a temperatura na âncora foi de +8 °C. Ou seja, ao utilizar suportes de alumínio, a âncora opera em uma zona de alternância de temperaturas, onde é possível a condensação de umidade na âncora com posterior congelamento. Isto irá destruir gradualmente o material da camada estrutural da parede ao redor da âncora e, consequentemente, reduzir a sua capacidade de carga, o que é especialmente importante para paredes feitas de materiais com baixa capacidade de carga (espuma de concreto, tijolo oco, etc. .). Ao mesmo tempo, as almofadas de isolamento térmico sob o suporte, devido à sua pequena espessura (3-8 mm) e alta condutividade térmica (em relação ao isolamento), reduzem a perda de calor em apenas 1-2%, ou seja, praticamente não quebram a “ponte fria” e têm pouco efeito na temperatura da âncora.

3. Baixa expansão térmica das guias. A deformação térmica da liga de alumínio é 2,5 vezes maior que a do aço inoxidável. O aço inoxidável tem um coeficiente de expansão térmica menor (10 10 -6 °C -1) comparado ao alumínio (25 10 -6 °C -1). Assim, o alongamento das guias de 3 metros com diferença de temperatura de -15 °C a +50 °C será de 2 mm para aço e 5 mm para alumínio. Portanto, para compensar a dilatação térmica da guia de alumínio, são necessárias uma série de medidas:

nomeadamente, a introdução de elementos adicionais no subsistema - corrediças móveis (para suportes em forma de U) ou orifícios ovais com mangas para rebites - fixação não rígida (para suportes em forma de L).

Isso inevitavelmente leva a um subsistema mais complexo e caro ou a uma instalação incorreta (pois muitas vezes acontece que os instaladores não usam buchas ou fixam incorretamente o conjunto com elementos adicionais).

Como resultado dessas medidas, a carga de peso recai apenas sobre os suportes de suporte (superior e inferior) e os demais servem apenas como suporte, o que significa que as âncoras não são carregadas de maneira uniforme e isso deve ser levado em consideração no desenvolvimento documentação de projeto, o que muitas vezes simplesmente não é feito. Nos sistemas de aço, toda a carga é distribuída uniformemente - todos os nós são rigidamente fixados - pequenas expansões térmicas são compensadas pela operação de todos os elementos na fase de deformação elástica.

O design da braçadeira permite que a folga entre as placas em sistemas de aço inoxidável seja de 4 mm, enquanto em sistemas de alumínio - pelo menos 7 mm, o que também não agrada muitos clientes e estraga aparência prédio. Além disso, a pinça deve garantir a livre movimentação das lajes de revestimento pela extensão das guias, caso contrário as lajes serão destruídas (principalmente na junção das guias) ou a pinça se desdobrará (ambos podem levar ao lajes de revestimento caindo). Num sistema de aço não há perigo de as pernas da braçadeira entortarem, o que pode acontecer com o tempo em sistemas de alumínio devido a grandes deformações de temperatura.

Propriedades de fogo de aço inoxidável e alumínio

O ponto de fusão do aço inoxidável é 1800 °C e do alumínio é 630/670 °C (dependendo da liga). A temperatura durante um incêndio na superfície interna do ladrilho (de acordo com os resultados dos testes do Centro Regional de Certificação “OPYTNOE”) atinge 750 °C. Assim, ao utilizar estruturas de alumínio, pode ocorrer derretimento da subestrutura e colapso de parte da fachada (na área da abertura da janela), e a uma temperatura de 800-900°C, o próprio alumínio suporta a combustão. O aço inoxidável não derrete no fogo, portanto é mais preferível de acordo com os requisitos segurança contra incêndios. Por exemplo, em Moscou, durante a construção de edifícios altos, não é permitido o uso de subestruturas de alumínio.

Propriedades corrosivas

Hoje, a única fonte confiável sobre a resistência à corrosão de uma determinada estrutura de subrevestimento e, consequentemente, durabilidade, é a opinião especializada da ExpertKorr-MISiS.

As estruturas mais duráveis ​​são feitas de aço inoxidável. A vida útil de tais sistemas é de pelo menos 40 anos em ambiente industrial urbano de média agressividade e de pelo menos 50 anos em ambiente condicionalmente limpo de baixa agressividade.

As ligas de alumínio, graças ao filme de óxido, apresentam alta resistência à corrosão, mas sob condições de altos níveis de cloretos e enxofre na atmosfera, pode ocorrer corrosão intergranular de rápido desenvolvimento, o que leva a uma diminuição significativa na resistência dos elementos estruturais e sua destruição. . Assim, a vida útil de uma estrutura feita de ligas de alumínio em ambiente industrial urbano de média agressividade não ultrapassa 15 anos. Porém, de acordo com as exigências de Rosstroy, no caso de utilização de ligas de alumínio para a fabricação de elementos da subestrutura de um NVF, todos os elementos devem necessariamente possuir revestimento anódico. A presença de um revestimento anódico aumenta a vida útil da subestrutura em liga de alumínio. Mas na instalação de uma subestrutura, seus diversos elementos são conectados por rebites, para os quais são feitos furos, o que provoca uma violação do revestimento anódico na área de fixação, ou seja, criam-se inevitavelmente áreas sem revestimento anódico. Além disso, o núcleo de aço de um rebite de alumínio, juntamente com o meio de alumínio do elemento, forma um par galvânico, o que também leva ao desenvolvimento de processos ativos de corrosão intergranular nos locais de fixação dos elementos da subestrutura. É importante notar que muitas vezes o baixo custo de um determinado sistema NVF com subestrutura de liga de alumínio se deve justamente à falta de um revestimento anódico protetor nos elementos do sistema. Fabricantes inescrupulosos de tais subestruturas economizam em caros processos de anodização eletroquímica de produtos.

Em termos de durabilidade da estrutura, o aço galvanizado apresenta resistência à corrosão insuficiente. Porém, após a aplicação do revestimento polimérico, a vida útil de uma subestrutura de aço galvanizado com revestimento polimérico será de 30 anos em ambiente industrial urbano de média agressividade e 40 anos em ambiente condicionalmente limpo de baixa agressividade.

Tendo comparado os indicadores acima de subestruturas de alumínio e aço, podemos concluir que as subestruturas de aço são significativamente superiores às de alumínio em todos os aspectos.

• O aço é um material bem conhecido. O alumínio é um material moderno, leve, mas ao mesmo tempo caprichoso. Ao utilizar subsistemas de fachada em liga de alumínio, é necessário cumprir rigorosamente uma série de requisitos apresentados pelo alumínio. Nas condições da dura realidade russa da construção, que se tornou ainda mais severa com a crise, quando os instaladores são mais baratos, os fixadores são mais simples e a construção deve ser feita rapidamente, é difícil cumprir estes requisitos. Vejamos o que os vendedores de subsistemas de alumínio silenciam, mas o que está descrito em seus catálogos de soluções técnicas.

  1. O aço tem um coeficiente de expansão térmica menor em comparação ao alumínio. Com uma diferença de temperatura de -20 a +50 graus, uma guia de aço inoxidável de 3 metros aumenta em 2 mm, enquanto uma de alumínio em 5-6 mm. Portanto, os sistemas de alumínio fornecem uma série de juntas móveis e costuras térmicas. Nos sistemas de aço, todas as conexões são fixas, mais simples e confiáveis. Os elementos do sistema operam na zona de deformações elásticas.

  2. Em um sistema de aço, todos os suportes suportam carga. Portanto, o peso do revestimento é distribuído uniformemente por todos os suportes da guia (em um sistema de circuito duplo - ao longo do conjunto de suportes). Todos os pontos de fixação são rígidos, utilizando rebites cegos ou parafusos auto-roscantes.
  Lembramos que nos sistemas de fachada de alumínio os suportes são necessariamente divididos em suportes de carga e suportes de vento. Além disso, todo o peso da guia de 3 metros com revestimento deve ser suportado por um suporte.

  3. O restante funciona apenas para cargas de vento. Para fixação móvel da guia ao suporte de vento, neste último são fornecidos orifícios oblongos. Para criar uma conexão móvel, é necessário usar rebites cegos (não parafusos auto-roscantes!). Além disso, o ponto de fixação do rebite deve variar dependendo da temperatura ambiente em que a instalação ocorre.

  Em condições reais de construção, quantos instaladores estudam catálogos de soluções técnicas? Por quanto tempo eles seguem as instruções? (fotos - suportes de sustentação do vento, ponto de montagem, temperatura).

• Os sistemas de aço de fachadas ventiladas utilizam fixadores baratos que são consistentes com o sistema de fachada. São rebites e parafusos de aço galvanizado para sistemas de aço galvanizado e rebites de aço inoxidável para sistemas de aço inoxidável. O kleimer é sempre fixado com rebites de aço inoxidável.
  Nos subsistemas de alumínio é teoricamente necessária a utilização de fixadores de aço inoxidável ou rebites cegos de alumínio. Do ponto de vista do instalador, os rebites de aço inoxidável apresentam três desvantagens principais. Um rebite de aço inoxidável custa quatro vezes mais que um parafuso auto-roscante, a instalação de um rebite demora três vezes mais que um parafuso auto-roscante e para instalar um rebite de aço inoxidável é necessário ter uma ferramenta cara (800 euros). Portanto, muitas vezes os rebites cegos são substituídos por... parafusos auto-roscantes galvanizados. O par eletrolítico metal-alumínio fala por si.
• A resistência à tração da liga de alumínio AD31 é de 20kg/mm.sq., contra 54kg/mm.sq.m. em aço. O aço tem capacidade de carga 2,5 vezes maior que o alumínio. Portanto, os sistemas de aço utilizam peças 2 vezes mais finas que as de alumínio. Isso economiza peso.
• As fachadas de aço são resistentes ao fogo. O ponto de fusão do aço é 1800 graus. Alumínio prensado 600-700 graus. Testes mostram que as temperaturas durante um incêndio podem chegar a 900 graus em determinadas áreas da fachada, o que pode levar ao derretimento do alumínio. Para neutralizar isso, devem ser instaladas barreiras contra incêndio em sistemas de alumínio. Isto leva a um aumento no custo das fachadas ventiladas de alumínio.
• O aço tem uma condutividade térmica 4 vezes menor que o alumínio. A condutividade térmica do alumínio é 220 W/(mºС), do aço inoxidável e galvanizado é 40 e 45 W/(mºС), respectivamente. Assim, os suportes nos sistemas de alumínio de fachadas ventiladas são grandes pontes frias. Colegas russos calcularam que para um isolamento igual da fachada, ao usar um subsistema de alumínio, é necessário colocar um isolamento 20 mm mais espesso.

• A condutividade térmica das ligas de alumínio é 5,5 vezes maior que a do aço inoxidável. Portanto, para eliminar a possibilidade de formação de pontes frias nos locais de fixação dos suportes na parede, são utilizadas rupturas térmicas com espessura de 10 mm em subsistemas de alumínio (2 mm em aço), o que afeta negativamente a confiabilidade do a unidade de fixação suporte-parede, uma vez que a cabeça da âncora opera em temperaturas alternadas, o que leva à corrosão do elemento mais carregado do NVF - a âncora. Além disso, a presença de um elemento plástico espesso num componente tão crítico não aumenta a fiabilidade global do sistema.
• O custo de um sistema de fachada em aço é um fator importante para o cliente. Os sistemas de fachada em aço galvanizado são um bom compromisso entre preço e qualidade. Um sistema suspenso de circuito duplo de aço para uma fachada ventilada é mais barato do que um sistema de circuito único de alumínio desde o início, quando calculado em uma parede vazia. Considerando as vantagens que a tecnologia de circuito duplo oferece, a diferença de preço pode ser o dobro.

Editado: 02/02/2017

Continuamos a série de artigos sobre vários materiais, utilizado na produção de quadros de bicicletas. No último artigo falamos sobre bicicletas baseadas em quadros de aço.

No mundo moderno, os seguintes materiais são usados ​​para fazer quadros de bicicletas:

• (regular, carbono, cromo-molibdênio).
• Ligas de alumínio ( Liga)
• (Titânio)
• (fibra de carbono)
• Vários materiais raros, experimentais e (magnésio, alumínio-escândio, ligas de berílio, bambu, etc.)

Neste artigo veremos as propriedades de uma moldura feita de ligas de alumínio.

O próprio termo moldura de alumínio não é totalmente correto. O alumínio puro não é usado - é muito mole. Este termo refere-se a ligas com outros metais: zinco, cobre, magnésio, manganês, etc.

Uma das grandes vantagens das esquadrias de alumínio é o seu peso leve. É por isso que as bicicletas com esses quadros ganham velocidade mais rapidamente e são mais fáceis de subir. No entanto, isto também tem um efeito negativo na forma de perda de impulso, ou seja, Quando o ciclista para de pedalar, a bicicleta para mais rápido.

Vantagens do quadro de bicicleta de alumínio:

• Menos peso, em comparação com estruturas de aço e, como resultado, boas características de aceleração.
• Quase absoluto resistência à corrosão- tais molduras não enferrujam com a palavra “geralmente”.
• Características de alta velocidade: É mais fácil ganhar velocidade e subir ladeiras.

Desvantagens de um quadro de bicicleta feito de liga de alumínio:

• Rigidez. A estrutura de alumínio praticamente não amortece as vibrações, e todas as irregularidades da estrada são transmitidas para as mãos e através do quinto ponto para a coluna, principalmente se o garfo também for rígido e não absorvente de choques.
• Perda rápida de impulso. Devido ao seu peso mais leve, assim que o motociclista para de pedalar, a bicicleta perde rapidamente a velocidade, ao contrário de uma bicicleta com quadro de aço.
• Fragilidade. Se uma bicicleta for usada ativamente, depois de alguns anos, a probabilidade de rachaduras aumenta drasticamente. E após 10 anos de uso regular, é recomendável inspecionar regularmente a bicicleta antes de pedalar para verificar sua presença. Na maioria das vezes, os fabricantes oferecem garantias para molduras feitas de ligas de alumínio dentro de 5 a 10 anos.
• Mais sensível a choques e quedas do que armações de aço e titânio. Ainda assim, o alumínio é mais macio que o aço e um golpe que o aço nem percebe pode deixar marcas no alumínio.
• Não reparabilidade. É muito difícil soldar uma moldura de alumínio e isso não aumentará realmente a confiança em sua resistência - é mais seguro comprar uma nova.
• Preço Alto.

Tipos de ligas de alumínio utilizadas na fabricação de quadros de bicicletas.

Detenhamo-nos um pouco nos tipos de ligas de alumínio usadas na fabricação de quadros de bicicletas.

Existem muitos tipos de ligas de alumínio (2014, 7000, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061T6, 6065, etc.), mas os tipos mais comumente usados ​​na construção de bicicletas são 7005T6 e 6061T6 (análogo à liga doméstica AD33 de acordo com de acordo com GOST 4784-97).

Eles também são chamados de ligas da série seis ou sete milésimas.

O uso das letras “T6” no nome indica que o material passou por tratamento térmico.

Por exemplo, ao tratar termicamente a liga 6061, um produto feito a partir dela é aquecido a 530 °C e depois resfriado intensamente com água. Em seguida, é envelhecido artificialmente durante 8 horas a uma temperatura de cerca de 180 °C. Após este tratamento, a liga 6061 já é designada como 6061-T6.

Durante o tratamento térmico, a liga 7005 não é resfriada com água, mas com ar.

Por exemplo, a tabela abaixo mostra a composição dos metais nas ligas e como suas características físicas mudam após o tratamento térmico.

Liga	Composto metais	Limite força quebrar (em mil PSI)	Limite volume de negócios (em mil PSI)	Por cento alongamento	Dureza de acordo com Brinell
2014	4,5% Cobre 0,8% de carbono 0,8% Manganês 0,5% Magnésio	27	14	18%	45
2014T6		70	60	13%	135
6061	1% Magnésio 0,6% Silício 0,2% cromo 0,3% Cobre até 0,7% de ferro	18	8	25%	30
6061T6		45	40	17%	95
7005T6	4,5% Zinco 1,4% Magnésio 0,45% Manganês 0,13% cromo	51	42	13%	n / D
7075T6	5,6% Zinco 2,4% Magnésio 1,6% Cobre 0,23% cromo 0,15% Manganês	83	73	11%	150

Na mesa:

Resistência à tracção- essa é a carga, quando ultrapassada o produto é destruído.

As desvantagens tradicionalmente incluem a corrosão do aço. Porém, no caso de uma bicicleta infantil isso não é verdade. Afinal, as crianças estão crescendo e um modelo adequado à idade será necessário mais rápido do que os primeiros pontos de ferrugem aparecerem. Se você olhar as ofertas da loja XXX, verá que a maioria dos modelos infantis tem estrutura de aço.

Moldura de alumínio: prós e contras

A primeira e principal vantagem que qualquer vendedor citará: o alumínio é muito mais leve que o aço. Quando uma bicicleta precisa ser levantada e transportada por uma distância, o peso é importante. Bem, todo aluno sabe que as ligas de alumínio são menos suscetíveis à corrosão do que as ligas de aço. É fácil dirigir um carro tão bom, é obediente e dinâmico.

Apesar de toda a sua atratividade, uma criança sentirá as nuances de uma bicicleta com quadro de alumínio na primeira vez que tentar andar nela. O menor desnível na estrada é sentido por todo o corpo, principalmente quando o bebê está leve. Alguns fabricantes fornecem um amortecedor no garfo dianteiro, o que resolve o problema de vibração. O rolamento ruim é a segunda desvantagem, relevante para crianças que já dominam bem esse transporte. É improvável que você consiga acelerar e dirigir por muito tempo usando a inércia sem girar os pedais.

As ligas de alumínio são fortes, mas tendem a acumular “fadiga”. Se algo quebrar na moldura, não será tão fácil de consertar. Soldagem de argônio Você terá que procurar e não será barato. Para aumentar a confiabilidade, utiliza-se o butting - tecnologia em que o tubo apresenta paredes espessadas em alguns pontos. Visualmente, uma moldura de alumínio é sempre mais espessa.

Além do próprio alumínio, as ligas contêm zinco, silício, cádmio e cobre. Eles são marcados com números de quatro dígitos que codificam a composição da liga (por exemplo, 7005 contém zinco). Os pilotos avançados recomendarão uma armação feita de titânio ou fibra de carbono, mas não são produzidos modelos infantis com essas armações.

Então, o que você deve escolher? Não há resposta clara. Uma lista de suas prioridades e um pequeno test drive irão ajudá-lo a decidir.

• "ferro de cama" aço baixo carbono
• Liga de aço
• ligas de alumínio
• titânio
• ligas compostas
• materiais exóticos

Vamos dar uma olhada em cada material e falar sobre seus prós e contras.

O material mais barato é o chamado “ferro de cama”; na verdade, não é nem ferro puro, mas aço de baixa qualidade; Este é o principal material das bicicletas recreativas, sendo também utilizado principalmente para fazer falsificações das principais marcas de bicicletas de montanha. Característica distintiva As bicicletas feitas com este material têm um quadro grande e os fabricantes mais populares são da Índia e da China. Embora tenhamos falado aqui sobre ferro, este é o primeiro material com o qual as bicicletas começaram a ser feitas. Foi assim que as molduras de ferro sem costura começaram a ser feitas no século XIX. E tubos com seção transversal variável de acordo com a tecnologia, quanto maior a carga, mais espessas serão as paredes, foram produzidos pela primeira vez em 1935, e em nossa época essa tecnologia é chamada de “butting”. Bastante bons produtores Eles fazem molduras em liga de aço; esse material é melhor, mais caro e menos pesado.

Vejamos as principais vantagens das estruturas de aço

• A vasta experiência de trabalho com aço melhorou muito a tecnologia de trabalho com ele. A partir dele você pode fazer tubos de qualquer formato para a estrutura e obter soldagem ou soldagem de alta qualidade. E é por isso que muitos fabricantes oferecem garantia vitalícia para estruturas de aço, enquanto as de alumínio geralmente vêm com garantia de 5 anos.
• O aço-liga tem uma resistência à fadiga muito alta. E podem suportar milhões de ciclos sob carga. E é mais fácil perceber o desgaste de uma moldura de aço; ela não estoura como uma moldura de alumínio, mas aos poucos dá a entender por meio de rachaduras que será substituída.
• O alto módulo de elasticidade permite projetar caixilhos mais finos que os de alumínio, mantendo a mesma rigidez.
• Nota alta o amortecimento de vibrações tornou possível fazer uma bicicleta sem absorção de choques, e os erros de projeto não são particularmente perceptíveis, enquanto nos quadros de alumínio existe algo como “cabra”, quando a geometria incorreta leva a grandes saltos mesmo com os menores obstáculos (pequenos seixos , etc.)

Bem aço uma boa opção para viagens longas e cansativas, mas as bicicletas com estruturas de aço estão, em sua maioria, na faixa de preço mais baixa e escolher um bom cavalo de ferro é muito difícil. Toda atenção é dada ao alumínio e por que continuar lendo.

Este é o material mais comum para produção de molduras. Um dos fatores para isso é o baixo custo de produção, já que há esquadrias de alumínio que saem de fábrica por US$ 25 cada. Apesar de as características do alumínio serem muito piores que as do aço, ele ainda é mais popular. E isso está no seu peso. Portanto, o aço tem gravidade específica de 7,85 gramas por centímetro cúbico, enquanto o alumínio tem apenas 2,7 gramas. Se você se lembra das aulas de física, então quanto maior o diâmetro do tubo, maior sua rigidez e, para ser mais preciso, há uma dependência cúbica, um aumento no diâmetro em 2 vezes dará um aumento na rigidez em 8 vezes . Com a espessura da parede tudo é mais simples aqui a relação linear é que um aumento duplo na espessura dará um aumento duplo na rigidez. Mas como a espessura da parede não pode ser reduzida indefinidamente, o alumínio supera o ferro. A espessura mínima da parede de uma estrutura de aço é de 0,4 mm, de alumínio de 0,8 mm, enquanto o aço é muito mais pesado.

Os formatos das esquadrias de alumínio são muito diferentes e graças à tecnologia de hidroformação é possível fazer diversos espessamentos em tubos de um único desenho sem recorrer à soldagem. Isto aumenta a confiabilidade (sem costuras de soldagem) e simplifica a tecnologia de produção.

As vantagens das esquadrias de alumínio incluem: baixo custo, alta rigidez, menor preço e peso. Desvantagens: vida útil curta, quebra sem aviso visível, tremor perceptível.

O titânio combina as melhores vantagens do aço e do alumínio. Cerca de 40% menos peso que o aço. Resistência à corrosão. Mas tem uma coisa, a rigidez do titânio é menor que a do aço e isso é compensada pelo maior diâmetro dos tubos, mas mesmo essa opção torna essas armações mais leves que as de aço. Entre as armações de titânio, existem 2 ligas mais populares com alumínio e vanádio: 3Al/2,5V e 6Al/4V. O primeiro é menos durável e mais pesado, mas seu preço é bem menor. Armações de titânio, como as de aço, amortecem bem as vibrações. É verdade que essas armações não são totalmente adequadas para iniciantes, em primeiro lugar, o alto preço devido ao Processo complexo produção (é muito difícil criar uma moldura com as propriedades especificadas) e o alto custo do material e, em segundo lugar, não conseguirão sentir a diferença sem experimentar molduras feitas de outros materiais. Por esse motivo, aconselho os iniciantes a preferirem o alumínio.

Recentemente, a popularidade dos quadros de carbono tem aumentado. Nas lojas você pode até encontrar compósitos feitos de alumínio e fibra de carbono. Este é o material mais leve para molduras com peso específico de apenas 1,76 gramas por centímetro cúbico. Alta resistência (7 vezes mais que o aço) e alta rigidez (3 vezes mais que o aço), boa absorção de vibrações fazem dos quadros de carbono a melhor escolha para a produção de bicicletas. A tecnologia de produção é baseada em um compósito reforçado: uma matriz de carbono reforçada com tecido de carbono. A produção requer muita energia e tempo. Toda a estrutura é finalmente carbonizada num forno de vácuo a altas temperaturas (1200°C - 2500°C). O único ponto negativo é que o carbono não segura bem as cargas em todas as direções exceto na direção das fibras, então impactos laterais não são desejáveis, mas se cair menos está tudo bem e a durabilidade é menor que a do alumínio ou do aço. Mas estão a trabalhar nesta questão e talvez em breve o carbono ultrapasse o aço.

Não daremos uma resposta definitiva à questão de qual quadro escolher. Considerando o alto preço dos quadros de carbono e titânio para iniciantes, aconselhamos escolher primeiro um quadro de alumínio. E já tendo adquirido experiência e percebido que é preciso escolher soluções mais caras de bicicleta, dependendo da sua necessidade.

Bicicletas com moldura de alumínio- um dos mais comuns no mercado moderno. Isso se deve à leveza do material aliada ao baixo custo. Se o aço tem uma gravidade específica de 7,8 gramas por centímetro cúbico, então para o alumínio esse valor é de cerca de 2,7 gramas. Em termos de paredes mais espessas, esse material também supera o ferro, já que o parâmetro mínimo é de 0,8 mm, e o produto pesará menos que uma estrutura de aço com espessura de 0,4 mm. A confiabilidade é ainda reforçada pela ausência de costuras soldadas. Além disso, podem ser realizados em diversas configurações. Consideremos suas características, vantagens e desvantagens.

Descrição

Devido ao seu baixo peso, as bicicletas com quadro de alumínio ganham velocidade mais rapidamente e são mais fáceis de subir. É também por isso que a bicicleta para mais rápido depois que o ciclista para de pedalar. O alumínio não é utilizado na sua forma pura; este material significa uma liga dele com zinco, manganês, níquel, cobre ou magnésio.

É mais difícil fazer curvas fechadas nessas bicicletas, pois elas são mais rígidas do que as de aço e não podem dobrar tão bem. Devido à rigidez do quadro, a energia dos esforços do ciclista é transferida para as rodas com menos perdas. Essas sutilezas desempenham um papel importante para os profissionais; para os amadores, este não é um indicador crítico. Uma condução mais dura e menos confortável torna-se perceptível. As bicicletas com quadro de alumínio praticamente não absorvem as vibrações transmitidas ao selim e ao guiador em superfícies irregulares e solavancos. Uma bicicleta como esta requer uma boa absorção de choques e um selim confortável. Isto permitirá nivelar alguns dos impactos, o que terá um efeito benéfico no movimento.

prós

Comecemos pelas vantagens do produto em questão. Esses incluem:

• Peso leve, permitindo melhores características de velocidade e aceleração.
• Máxima resistência a processos corrosivos.
• Elevadas características de condução mesmo em subidas.

Desvantagens

As bicicletas com quadro de alumínio apresentam uma série de desvantagens, nomeadamente:

• Alta rigidez, especialmente perceptível em modelos sem garfo de suspensão.
• Perda rápida de impulso. Devido ao seu peso leve, a bicicleta para mais rápido do que a sua contraparte com estrutura de aço quando o ciclista para de pedalar.
• Vida útil pequena durante o uso ativo. Depois de apenas alguns anos, podem aparecer rachaduras. Os fabricantes oferecem garantia de 5 a 10 anos, mas após esse período é recomendado lubrificar a peça para verificar possíveis deformações.
• Se cair, é mais provável que uma moldura de alumínio cause amassados.
• Má manutenção. É muito problemático soldar tal peça; é melhor comprar uma nova;
• Um preço bastante alto.

Bicicletas dobráveis ​​com quadro de alumínio

Abaixo listamos várias marcas populares deste tipo e damos suas breves características:

1. A cara bicicleta urbana Strida SX tem um exterior original. Ele se dobra até o tamanho de um carrinho compacto que pode ser transportado por conta própria. O volante também pode ser transformado. As vantagens da bicicleta incluem o fato dos cabos e fios ficarem escondidos na cavidade do quadro, ser fácil de montar, ter porta-malas e freios a disco. Com boa manobrabilidade, o aparelho pesa apenas 11,6 kg. Entre as desvantagens estão a pequena capacidade de carga, rodas estreitas e baixa absorção de choques.
2. Smart 20. Uma bicicleta urbana estilosa, considerada uma das melhores em sua categoria de preço. Pode ser usado por mulheres sem problemas. Entre as vantagens estão uma moldura durável, um mecanismo de transformação conveniente, a presença de refletores e outros acessórios. As desvantagens incluem a falta de freio de mão e a qualidade do alinhamento das asas.
3. Bicicleta "Stealth". A estrutura de alumínio do modelo Pilot-710 não interfere na suavidade do passeio. O veículo ganha bem velocidade na desaceleração, tem design discreto, quando dobrado cabe no porta-malas de qualquer carro e é equipado de série com porta-bagagens e proteção de corrente. As desvantagens incluem um guiador largo e uma posição de assento estranha para pessoas altas. O objetivo pretendido da modificação é viajar pela cidade.

Bicicletas infantis com quadro de alumínio

Abaixo segue uma breve descrição de alguns modelos infantis e adolescentes:

• Marte. Esta bicicleta foi projetada para crianças a partir dos 3 anos. O kit inclui rodas adicionais de poliuretano. O quadro e o garfo são feitos de liga de alumínio e há um regulador de altura do guidão. O diâmetro da roda é de 12 polegadas e o peso do modelo é de 4,5 kg.
• Avante Timba‏. Um dos melhores para crianças de 6 a 9 anos. Tem um design bonito, a um preço acessível, proteção de corrente e rodas de segurança removíveis. As desvantagens incluem um peso decente (quase 14 kg), bem como a necessidade de ajustar algumas partes móveis.
• Shulz Max. Estas bicicletas infantis com quadro de alumínio enquadram-se na categoria de preço médio. A bicicleta pesa 14,3 kg. É voltado para adolescentes de 12 a 16 anos e tem capacidade de carga de até 110 kg. As vantagens do modelo são facilidade de montagem/desmontagem, boa velocidade, equipado com rodas de 20 polegadas e qualidade. Entre as desvantagens estão ajustes incorretos de fábrica e pastilhas de freio de qualidade duvidosa.

Peculiaridades

Ao escolher uma bicicleta, muitas vezes surge a questão de escolher um quadro de alumínio ou aço. A decisão final depende das capacidades financeiras do comprador, da finalidade da máquina e dos requisitos subjetivos do usuário. Vale ressaltar que na fabricação de estruturas de alumínio são utilizados tubos de paredes espessas e de grande diâmetro.

Isso se deve ao fato de que, de acordo com as leis da física, se o tamanho de um tubo for duplicado, sua rigidez aumentará oito vezes, e se a espessura da parede for duplicada, o indicador de rigidez aumentará na mesma proporção. Portanto, das opções disponíveis, é preferível aumentar o diâmetro.

Geralmente, a espessura mínima da parede do tubo em uma estrutura de alumínio é de 0,8 mm. Os fabricantes costumam fabricar tubos por meio de topos ou de diferentes seções, o que também permite fortalecer o produto.

Ligas usadas

Existem muitas ligas de alumínio usadas para fazer quadros de bicicletas. As marcas mais comuns são 7005T6 e 6061T6. O índice T indica que o material foi submetido a tratamento térmico. Por exemplo, um produto de liga 6061 é aquecido a 530 graus Celsius e depois resfriado ativamente por líquido. Em seguida, durante 8 horas, o material é envelhecido artificialmente a uma temperatura de 180 graus. A saída é 6061-T6. O número analógico 7007 é resfriado por ar, não por água.

Abaixo estão características comparativas materiais antes e depois do tratamento térmico (entre parênteses):

• Liga 2014 (2014T6) - resistência à tração é 27 (70) mil PSL, limite de escoamento - 14 (60), percentual de alongamento - 18 (13), dureza Brinell - 45 (135).
• Indicadores semelhantes para o material 6061 (6061T6) são 18 (45), 8 (40), 25 (17), 30 (95).

A primeira liga utiliza 4,5% de cobre, 0,8% de carbono e manganês, 0,5% de magnésio. O segundo material inclui 1% de magnésio, 0,6% de silício, 0,3% de cobre, 0,2% de cromo e cerca de 0,7% de ferro.

Finalmente

A bicicleta mais resistente é a de 16”, cujo quadro de alumínio é feito de liga 70005 ou 7005. Porém, a analógica 6061 é mais avançada tecnologicamente, o que permite fazer tubos a partir dela com seção complexa, e isso aumenta a resistência do produto. Além disso, esse alumínio é melhor soldável. Ao escolher um tipo, considere suas capacidades financeiras e o uso pretendido da bicicleta. Se usada corretamente, uma bicicleta com quadro de qualquer material, inclusive aço, alumínio ou carbono, durará bastante tempo.

Durante muitos anos, o aço foi o material mais comum utilizado em quadros de bicicletas. Durante quase cem anos, as tecnologias de produção foram aprimoradas e foram selecionados os tipos de aço mais adequados para um quadro de bicicleta. Os tipos de aço mais comuns para a produção de esquadrias são aqueles que contêm elementos de liga de cromo e molibdênio. Conseqüentemente, eles são chamados de cromo-molibdênio. Em alguns casos, outros tipos de aço mais baratos são usados ​​para produzir estruturas.

Vantagens das estruturas de aço

1. A estrutura de aço, devido às propriedades elásticas do metal, amortece bem os choques e vibrações em estradas ruins.
2. Capacidade de manutenção. Se uma estrutura de aço quebrar, você sempre poderá repará-la e até mesmo substituir elementos individuais usando uma máquina de solda.

Desvantagens das estruturas de aço

1. O peso pesado é a principal desvantagem de uma estrutura de aço devido à alta gravidade específica do ferro.
2. Suscetibilidade à corrosão. Durante o uso da bicicleta, a pintura protetora do quadro é danificada e surge ferrugem nesses locais. A corrosão também pode aparecer no interior dos tubos da estrutura, por isso requer inspeção e retoques regulares.

Quadros de liga de alumínio

O material mais comum hoje para a produção de quadros de bicicletas. O alumínio não é utilizado na sua forma pura. Há um grande número de ligas diferentes contendo silício, magnésio, zinco e cobre em porcentagens variadas.

Vantagens das molduras de liga de alumínio

1. O peso é a principal vantagem. As armações de liga de alumínio são feitas de tubos mais pesados ​​para equalizar a resistência das armações de aço, mas ainda pesam muito menos que o aço.
2. Devido às propriedades do alumínio de resistir à oxidação, as esquadrias feitas com ele praticamente não estão sujeitas à corrosão. A exceção é o ciclismo no inverno, quando as estradas são tratadas com diversos reagentes que podem interagir com o alumínio.
3. Rigidez. O quadro de alumínio é altamente rígido, facilitando o manuseio da bicicleta.

Imperfeições

1. Preço alto. O alumínio sempre foi mais caro que o aço, além de sua soldagem exigir processos complexos processo tecnológico, e é por isso que o preço sobe.
2. Reparos complexos. Para soldar alumínio, é necessária uma máquina de solda de argônio - um prazer caro e não é fato que a solda suportará cargas subsequentes.
3. A rigidez do quadro também é sua desvantagem: todos os buracos e desníveis da estrada são transferidos para partes do corpo do ciclista.

Armações em liga de magnésio

Vantagens

1. Peso leve, ainda mais leve que alumínio e titânio.
2. Alta resistência. Com menos peso eles têm boa resistência.
3. Eles amortecem bem a vibração, como estruturas de aço.

Imperfeições

1. Preço.
2. A principal desvantagem do magnésio é a sua capacidade de interagir facilmente com outras pessoas elementos químicos, o que reduz sua resistência à corrosão.

Armações em liga de titânio

Os quadros feitos com esse material geralmente não são produzidos em massa, embora sejam bastante utilizados, especialmente no ciclismo profissional.

Vantagens

1. Alta resistência.
2. Com a mesma resistência do aço, o titânio é duas vezes mais leve.
3. Não sujeito à corrosão.
4. Eles amortecem bem as vibrações dos desníveis da estrada.

Imperfeições

1. O preço é a principal desvantagem que restringe a demanda por bicicletas com esses quadros.

Molduras feitas de materiais compósitos

Materiais compósitos começaram a ser utilizados na construção de bicicletas para reduzir o peso da bicicleta sem perder resistência. O surgimento das molduras de carbono foi facilitado pelo desenvolvimento da indústria química na área de polímeros.

Vantagens dos quadros de carbono

1. Peso leve.
2. Durabilidade.
3. Eles amortecem bem a vibração.
4. Não sujeito à corrosão.

Imperfeições

1. Têm medo de impactos devido à fragilidade do material.
2. preço alto.

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