当我们谈论铝合金即纯铝 (Al) 和其他合金材料的混合物。在其元素状态下,铝质轻且耐腐蚀,但不适用于大多数工业应用和自行车。纯铝相对较软,难以加工并且具有高热膨胀性。例如,通过在纯铝(通常为Al99.5)中加入硅等其他元素,它就成为可以焊接的合金。添加铜和锌可提高合金的强度。其他金属,包括镁、锰、铁、铬、钛或钪也可以少量添加以改变性能,通常比例远低于1%。不同的“配方”调配出来的铝合金材料应用于车架和零部件。例如Al6061、Al6069、Al7005或Al7075。编号的T后缀代表合金的热处理。例如,T6合金经过固溶热处理和退火硬化,使其具有最大的抗拉强度。不同种类的合金之间,物理性质的差别还是非常大的。
当经受重复的负载后,材料可能会在低于其拉伸强度的数值下断裂,这种现象我们称为金属疲劳。此外,铝和所有金属一样,是一种各向同性的材料,意味着它在所有方向上都具有相同的属性。这与碳纤维不同,碳纤维在不同的加载方向上表现出不同的特性。当沿纤维长度方向拉动时,它具有极高的抗拉强度,但在横向加载或压缩时很脆弱。作用在自行车上的力是复杂的,这意味着碳纤维必须以不同方向进行叠置,以应对拉伸、压缩和扭转。

铝合金在彻底断裂之前会发生弯折
这如何反映在车架和组件中?如果你比较一下自行车上的铝合金会发现,较低系列号通常更柔软、更容易加工且更便宜。这些合金较难损坏,因为它们在撕裂之前能够产生更大的形变。然而,与更高等级的合金相比,它们的强度重量比并不好,这意味着需要使用更多的材料来达到所需的强度。所以可以使用较低等级的合金省钱,但这是以性能为代价的。
重量相同的情况下,Al6069的强度比6061更高。理论上6069制成的轮圈可以承受更大的负荷,寿命更长一些,但是价格也更贵。DT Swiss EX 511和Stan的 NoTubes Flow MK3 是6069材料的代表性轮圈。

很少看到像POLO是用整块铝块来切割出车架的
另一方面,7系列铝比6系列合金具有更高的抗拉强度和更高的疲劳强度。但是它们更脆,不适用于轮圈,因为它们更容易断裂而不是弯曲。简而言之,与自行车车架和部件相关的铝合金的系列号越高,它们就越坚固耐用。由于材料更硬,合金更难加工,因此也更昂贵。自行车上常见的7系列合金是Al7005,比如Renthal的铝制车把。更高级的比如芬兰品牌 Pole 使用的7075铝,由于其钪含量和复杂的加工要求,这种合金强度更高,但也相当昂贵,焊接非常困难,这就是为什么 Leo Kokkonen 转而使用 CNC加工。用实心铝块加工切割,然后将它们粘合在一起。这能够提高产品性能,但是售价更高(该车架5000欧元),这比大多数碳纤维车架要贵不少。

一般来说只有像连杆这样的小零件才会整块切割
由于采用抽管技术,可以沿着一定直径的管道长度实现不同的壁厚。例如,管子中间的壁可以比两端的壁更薄,从而减轻重量。今天,山地自行车制造商几乎所有的铝制车架都依赖液压成型,它允许形成更复杂的管轮廓。
理论上,铝可以回收利用
