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自行车车架材料冷知识：铝、钢、钛、碳纤维各不相同
选择自己想要的车架材料是购买自行车时要做的关键决定之一。
多年来自行车车架由各种不同的材料打造而成。最初以钢为主，尽管钢和钛仍然很常见，现在主要的选择是铝和碳纤维。
每种车架材料都有其优点和缺点，优先考虑的具体事项取决于作为车手的你，这包括重量、预算、寿命以及希望车架以及自行车整车带来的骑行性能。
我们接下来将在这里概述购买自行车前要考虑的铝、钢、钛和碳纤维等材质的一些关键特性。
我们采访两位专家得出了答案：分别是英国钛钢自行车Enigma的专家Richard Lambert以及目前在空中客车公司工作的机械工程师Liam Glen，他曾是一名职业自行车手，也是2021年苏格兰Highland Trail 550赛事的获胜者。
铝制车架知识盘点
铝是预算在中端车架的首选金属材质，具有难以媲美的轻质、刚性和性价比。
铝还是合金？
▲尽管用于自行车车架的所有金属从技术上来讲都是合金，但铝制车架通常被称为“合金”
经常会看到被称为“合金”的铝制车架。这是因为纯铝太软，无法打造出用于自行车车架的形态，因此它与其它元素混合以改变其物理特性。
事实上，出于同样的原因，所有金属自行车车架均由合金制成。钢本身是铁的合金，而钛主要是与铝和钒的合金。
6061和7005（两种最常用的铝合金）等数字是铝与每种合金的添加剂混合形成（主要是硅和镁）的代码。每个“配方”的特性都会略有不同。
铝制自行车车架是如何制造的？
“所有金属的强度重量比都非常相似，管道的宽度和厚度等因素比强度更重要，”Glen如是说。
改变铝管相对容易，这样可以使其可以因长度不同具有不同的性能。并且铝管通常是对接的，以确保需要的刚性并减掉多余的重量。
什么是管材对接？
▲对接有助于在不受力的地方减轻重量，并在受力的地方提高强度和刚性
无论自行车车架内壁材质是什么，通常都是对接的。这意味着它的两端较厚，那里受力会更大，并且需要更多的材料来连接其它的管材，而中间抽薄以减轻没必要的重量。
直规的管径厚度一致，具有一致的匹配特性。单对接管材的一端（例如五通连接处）较厚，双对接管材的两端较厚，三对接管材还能够进一步减少管径中间的厚度。
对接只是其中的一部分，经常会看到被描述为“液压成型”的优质合金车架，这是描述了通过使用高压流体形成适合模具的管材来改变管材形状的过程。
高端的铝制自行车比以往任何的自行车都更加先进，这一过程可以帮助形成复杂的形状，从而改变车架特定部分的特性，包括重量、强度和舒适性。许多最新款的铝制车架还具有空气动力学的设计特点。
铝管通常焊接在一起制成车架。原始的焊缝在外观可能会明显的凹凸不平，但在焊接后通常会被平滑处理（用专业术语来说是打磨抛光），以便让优质车架呈现出更干净靓丽的外表，还会有助于减轻重量。
铝制车架焊接后，通常会进行热处理，以使合金恢复到其最硬朗的强度。
“（焊接时）对局部区域施加大量的热量，这会改变局部金属的特性，这样操作会使得焊缝成为最薄弱的区域。焊接后回火有助于改善这个情况，”Glen如是说。
▲Vitus 979是一款标志性的自行车
一些早期的合金车架是粘合的，将切割成一定长度的管材粘合到凸耳中。意大利品牌Alan和法国品牌Vitus是最早采用这种工艺的。
铝制自行车车架有哪些特性
▲铝非常适合崎岖不平的山地车运动
铝是大多数较便宜的自行车车架所用的材料，但无论是公路车还是山地车，它仍然是一些价格较高、注重性能的车架的主流之选。
虽然铝合金车架的具体性能因自行车而异，但通常铝合金车架相对较轻、刚性较足、结实耐用，且价格仅为碳纤维的1/5左右。
在接近的价格里，合金车架可以比碳纤维车架做到更轻，尽管昂贵的碳纤维车架总会更轻。铝的密度比钢低得多了。
▲乍一看，现在的合金车架很可能会被误认为是碳纤维车架
因此，铝制车架可以用超大管材制成，以带来优质的刚性、更厚的管径、更轻的重量。
Ribble表示，铝合金车架的管壁厚度通常是钢制车架的两倍，管径还会增大20-30%。
由于材料的相对刚性和舒适性的欠缺，铝制车架历来以不够舒适而闻名，但最新的车架制造工艺以及公路车上更宽的外胎趋势意味着许多合金自行车有了更多的选项。
虽然铝制车架在强度、刚性和轻量化方面给人留下深刻的印象，但与钢和钛不同的是，铝合金使用久了容易出现金属疲劳。
然而，铝制车架往往比碳车架在受到意外碰撞时损坏程度较小。因此，铝仍然是所有山地车上主流的车架材料，也是预算有限的小型公路赛车手的明智之选。
铝制自行车车架的优点
·刚性足且相对较轻
·负载能力较为出色
·比碳纤维车架更耐用
铝制自行车车架的缺点
·骑行的舒适性体验不佳
·使用久了难免会产生金属疲劳
·遭到意外碰撞损坏后修复困难
钢制车架知识盘点
正如古老的格言所说，“钢是真实的”，并且是用于自行车车架的传统材料。
事实上，大约有着100年的历史，钢材一直是车架制造的主要材料。即使在职业级别赛事中也是如此，直到20世纪90年代中期，铝合金车架开始占据主导地位——只在职业公路车队中短暂地存在过一段时间——而第一个碳纤维车架开始被试用。
钢架自行车仍在广泛使用，并且是属于定制制造商选择的主要材料，但它现在更多地是自行车收藏家的选择。
凸耳式还是焊接式？
▲Colnago是凸耳式车架的大师
钢架的制造方法主要有两种，即使用凸耳或不使用凸耳。
凸耳车架将管材在接口处插入铸钢凸耳中，然后钎焊在一起。不带凸耳的车架具有焊接在一起或角焊的管材接口。
凸耳结构在过去很常见，经典的钢车架通常具有非常精致的凸耳结构件，但焊接往往能让车架变得更轻，并且比钎焊所需要做的清理工作更少，因为钎焊通常会导致接口处残留多余的材料。
大家都说
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三对接看的我一愣一愣的……难道不是应该叫抽管么？
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铝架买的是涂装费，钢架买的是设计感，钛架买的是材料费，碳架买的是工时费
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现在是铝架瓜车，老了买一辆不锈钢。。哈哈
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说内心深处的话一一我还是选择铝合金车架的综合······
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钢架恒久远，一辆永流传
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