さらに別のフレーム素材の質問に答えて、より答えのできる質問から始めるのが役立つと思いました。材料ごとに1つの答えを、その材料を使用した自転車のフレームの例を挙げてください。

回答を簡単に比較できるように、回答で使用した形式を使用してください。

誰かがそれをしたいなら、すべての400以上のスチール合金をリストしても害はないと思いますが、「スチール」は特定の合金ではなく、低グレードの軟鋼でなければなりません。同様に、アルミニウム、チタン、マグネシウム、その他の金属についても同様です。

金属複合材を含む複合材の場合、詳細な特定の例を再度選択します（鉄筋コンクリートとケブラー/ポリエステル複合材には大きな違いがあります）。また、奇妙で素晴らしいバイクが含まれているのを見てみたいです。

材料

（つまり、回答のインデックス。回答を追加するときにリンクを更新してください）：

金属

• アルミバイク
  • アルミニウム
  • スカンジウム -アルミニウム合金
• スチールバイク
  • Columbus Steel （まだ書かれていません）
  • ChromeMoly Steel（まだ書かれていません）
  • ガスパイプスチール
  • 石渡鉄鋼 （まだ書かれていません）
  • Kaisei Steel （まだ書かれていません）
  • 軟鋼
  • Reynolds Steel（延長が必要）
  • Tange Steel （まだ書かれていません）
  • Vitus / Super Vitus Steel （まだ書かれていません）
• チタン
• ベリリウム
• ゴールド（純粋） （理論的）
• マグネシウム（まだ書かれていません）

オーガニック

• 竹
• 骨格
• ウッドバイク
  • 刻まれた木
  • 合板（複合材）
  • 木材（完全なフレームと自転車）
• 段ボール（まだ書かれていません）（/bicycles//a/44582/20060）**

複合材料とポリマー

• 炭素繊維
• 亜麻繊維（亜麻90％、炭素10％）
• プラスチック

レイアウト固有

• ケーブル別名TensegrityまたはTensional Integrity
• 3Dプリント（未作成）

骨格

乾燥骨の密度は平均1.84 g /cm³です。

これは自転車のフレームにとってはかなり悪い素材であり、骨付き自転車は真ん中に金属製のコアを持っている可能性が非常に高いです。

利点

• 衝撃係数、または衣装の一部として（「死は淡い馬に乗る」）

不利益

• 骨自体は特に構造的ではありません。スケルトンは、腱、軟骨、軟組織からも作られています。

• 耐久性-乾燥した骨は脆くなり、簡単に折れます。

• Intolerant-ひびは、小さなヘアラインから完全なブレークまで非常に迅速に進む可能性があります。

軟鋼

密度範囲は7.75〜8.05 g / cm3

多くのBSOは軟鋼またはリサイクル鋼でできており、その構成にほとんど注意を払わないため、事実上軟鋼です。例には、このKMartバイクが含まれます。BSO識別に関するこの質問にはさらに多くのことがあります。

長所

• 安く買う
• 使いやすい-技術は一般的で、機械は手頃な価格です
• 修理が簡単-自転車がスチール製の場合、必要に応じて鍛造で修理できるため、他のフレーム素材よりも修理が可能です。

短所

• 弱い/重い-特定の強度を得るには、他の一般的なフレーム素材よりも軟鋼が必要です。
• さび-塗料の欠けや水に浸すと、フレームが腐食します。

チタン

密度4.506 g /cm³

長所

• チタンには、自転車のフレームの構築に理想的な多くの肯定的な特性があります。チタンは、優れた伸び、引張強度、疲労強度を備えています。チタンフレームは一般に、アルミニウムフレームと同じくらい軽量に構築できますが、スチールフレームと同等（またはそれ以上）の寿命がはるかに長くなります。
• チタンは、海水などの過酷な環境においても並外れた耐食性を持ち、塗装やコーティングを必要としません。これはまた、簡単なメンテナンスを意味します。小さな傷や傷は、コーティングし直さなくても問題を引き起こしません。
• 長寿命のチタンで「ハイエンド」の軽量で丈夫なフレームを作ることが可能です。チタンは現在、カスタムフレームおよび1回限りのフレームに最適な材料です。単一のチタンフレームの設計と構築は（比較的言えば）費用対効果が高いのに対し、他の「ハイエンド」素材（カーボンなど）は単一のフレームの設計と構築が非常に高価です。

短所

• チタンは高価な材料です。原料価格は、多くの場合、他の金属オプションよりも高くなっています。（おそらく純金は別として）。
• チタンは取り扱いが難しい場合があります。チタンは、機械加工と溶接に異なる手順を必要とします。これらの手順に従わないと、溶接部が汚染され、故障する可能性があります。
• チタンは電気の伝導性が低いため、フレームを照明回路の片足として使用することはできません。

合板

密度

• 針葉樹合板用0.46-0.52 g / cm ^ 3
• 0.62 g / cm ^ 3混合合板
• カバ合板用0.68 g / cm ^ 3

技術的には複合材料である合板は、自転車のフレームを作るためにいくつかの異なる方法で使用されてきました。最も明白な2つは、シートマテリアルと線形マテリアルです。

長所

• 木材は簡単に作業できます（工具は安価で入手しやすいです）
• 合板は見つけやすい

短所

• 軟鋼よりもさらに弱いため、設計が難しく、フレームが重い
• エポキシ複合材料なので、エポキシ（接着剤とシーラント）は慎重に選択する必要があり、毒性があります
• フレームの重要な部分はまだ金属のままであるか、木で作るには多大な努力が必要です。
• 耐久性は大きくありません（数十年ではなく数年）

CityLabを介したJurgen KuipersによるSawyerバイク

CycleExifを介したBONOBO PLYWOOD BICYCLE

_{（ソース：coocan.jp）}

SANOMAGICマホガニーバイク by Seshiro Sano

炭素繊維強化ポリマー

密度の範囲は1.75〜2.0 g / cm3で、タイプとレイアップによって異なります。

炭素繊維（CF）フレームは、通常はエポキシ樹脂である炭素繊維のシートでできています。

1975年、最初のCFチューブバイクExxon Graftekが登場しました。これに続いて、1986年にケストレルとトレックがフルCFフレームバイクをリリースしました。

カーボンファイバーバイクの最新のトップエンドの例は、チームスカイ、したがってチームブラッドリーウィギンズが乗るピナレロドグマF8です。

シェルドンブラウンなどはCFにあまり熱心ではありませんが、CFはレースや高速でのライディングに最適な素材であるという意見が多くあります。

長所

• 剛性と重量の比が非常に高いと、フレームは硬くても非常に軽くなります。
• CFには方向性があるため、繊維の配列に応じて、力を伝達するときは堅く、道路の振動を吸収するときは順応性のあるフレームを作成できます。
• CFはさまざまな形状を形成することができるため、金属よりもエアロプロファイルチューブを簡単に作成できます。
• CFは金属と同じようには摩耗しません。つまり、CFは通常の力では摩耗しないため、理論的には無期限の寿命を持ちます。CFは、コーティング/ペイントがなくても腐食しません。
• レイアッププロセスには多くの時間がかかりますが、高度なスキルは必要ありません。これは、スキルの低い労働者がCFフレームを作成できることを意味します。
• CFバイクの外観とステータスを好む人もいるかもしれません。CFバイクを初めて手にしたとき、サイクリストではない友人が宇宙船のようなものだと思い、重量を感じるためだけに持ち上げたいと思いました。

短所

• CFフレームは、CFの個々のストリップをすべて手作業で配置するのに時間がかかるため、高価です。
• CFフレーム（または任意の部品）には、より慎重で適切な組み立てが必要です。部品が互いに結合するのを防ぐために、特別な潤滑剤を使用する必要があり、CFは金属と同様に締めすぎを許容しません。
• CFフレームは簡単に損傷する傾向があります。CFには方向強度があるため、CFにさらされるように設計されていない力、つまりクラッシュに対する抵抗力が低くなります。CF繊維自体がひずみをとらないように力が加えられた場合、すべての力がかかるのはポリマーマトリックスであるため、より簡単に壊れます。
• 同時に、損害はしばしば目立たない。金属フレームに目に見える凹みや曲がりがある場合、CFフレームは損傷していないように見えるかもしれませんが、実際には内部で剥離し、後に突然の予期せぬ故障につながる可能性があります。
• CFは簡単に修復できません。実際、多くの人は修理できないと言うでしょう。いずれにせよ、高価なCFフレームが破損した場合、修理ジョブが突然失敗するリスクがある場合に備えて、おそらく再びそのフレームでレースをしたくはないでしょう。
• CFバイクはすぐに価値を失います。CFバイクを購入するのは、おそらくそれでレースするか、少なくとも速く走りたいからでしょう。そのため、価格の点で最先端のテクノロジーを購入します。ただし、CFバイクテクノロジーは過去20年間で非常に急速に改善されており、現在も改善されているため、新しいバイクでは購入がすぐに古くなってしまいます。
• CFバイクを購入する多くの人は、自分の能力をはるかに超えるバイクになってしまいます。学習者のドライバーは、ポルシェ911の方が日産マイクラよりも速く走ることはありません。CFバイクは良いバイクを買うための唯一の選択肢であるというマーケティング上の主張、またはより多くトレーニングして数キログラムを失うよりも速く走るのが最善の方法であると人々は言います。

木材のみの自転車

これは、特に実用的な資料というよりも、技術的に可能なことの例です。

アドバンタン

• 希少性/衝撃値

短所

• 木材からベアリングを作るのは難しい
• 素材の制限のために必要なパフォーマンスの多くの妥協

Slawomir Weremkowiczによる純粋な木製自転車（BuzzHunt経由）

純金

注：この写真は純金のバイクではなく、メッキされたものです。

この答えは実際には行われていませんが、24ktゴールドで自転車のフレームを作ることができますか？

利点

• Bling factor-それは「WOW」に見えます。他の貧困層を感動させることを目的とした富の苦しいディスプレイ。

短所

• 材料の強度と硬化-鋼のように、加熱および焼入れしても金は硬化しません

• 変形-ドロップアウトは、圧力を受けるとつぶれるため、寿命が非常に短くなります。あなたのドロップアウトは金よりも良いもので作られなければなりません。

上記の2つの理由により、ホイールとスポーク、車軸、クランクチェーンカセット、ベアリング、ブレーキ部品、ボーデンケーブル、リム、ニップル、ナットは金で作ることができませんでした。

• 摩耗-純金は摩耗に対してあまり抵抗力がありません。そのため、日常のジュエリーは24カラットの純金ではなく、9または18カラットの金でできていることがよくあります。あなたの金の自転車は、それがブラシをかけられたもので摩擦を始めます。そして、どんな種類の事故でも、アスファルトの下に金粉のシャワーが残る可能性があります。詳細は以下をご覧ください。

• 重量-金は1立方センチメートルあたり19.32グラムです。スチールは7.75〜8.05 g / cm ^ 3で、アルミニウムは2.7 g / cm ^ 3です。カーボンファイバーは固定が困難ですが、ファイバー自体は1.6〜2.2 g / cm ^ 3です。鉛は13.55 g / cm ^ 3しかないため、純鉛は金の鉛よりも軽い

• コスト2016-11-15現在、金は1キロあたり39,600米ドルです。780gの超軽量カーボンバイクフレームは、素材の強度に対応できると仮定すると、素材だけで30,000米ドル以上かかります。5キロフレームの場合、200,000ドルかかります。自転車をクラッシュさせて5gの金をこすり落としても、道端に200ドル相当の金属が残ります。

実際には、これは金メッキのスチールバイク、または9カラットゴールドの非常に薄い層の下にある陽極酸化アルミニウムフレームである可能性が高くなります。

竹と竹の炭素繊維複合材

竹製の自転車は、ほとんどの人が想定しているよりもはるかに長くなっています。竹製自転車の最初の特許は、それぞれ1894年と1896年にイギリスと米国で発行されました。

Green Thinkingの登場により、竹のバイクは徐々に流行に戻りつつあります。

竹炭素繊維複合フレーム。生物的バイクの礼儀：

金属/複合材の接合部を備えた竹製のフレームは、他の多くのフレーム材料よりも簡単に自作できます

長所

• 鋼よりも高い強度と重量の比、高い引張強度！
• より快適な乗り心地を実現する自然な振動制御
• 持続可能な
• 軽量、竹の密度は0.35 g / qcm
• 世界の発展途上の多くの地域で、竹の自転車は地元の産業を刺激します

短所

• 適切なQC手順が実施されていない場合、原材料が自然に損なわれる可能性があります
• 竹は天然素材なので、一貫した外観を保証することはできません（これは一部の人にとっては利点と見なされます）

ベリリウム（合金）

途方もなく珍しく、印象的な高性能金属。密度は1.85 g / mL（炭素繊維に匹敵）、引張強度は270 MPa、ヤング率（剛性）は300 GPa（スチールよりも優れています）です。ベリリウムとその合金は、航空宇宙および防衛用途で広く使用されています。

残念ながら、いくつかの欠点があります。第一に、その剛性はその強度に不釣り合いであるため、低い伸びでは失敗します。これは、それが脆いことを意味します。また、これにより作業が難しくなり、適切に形成するには非常に労働集約的な製造プロセスが必要になります。極端な希少性のため、材料はバルク金属だけで約8,000ドル/ kgかかります。また、金属は非常に有毒であり、その塵や蒸気はあなたを殺す可能性があります。

私は、ベリリウムフレーム付き自転車の一例を知っています。ブッシュウェルマン（Be社）は、1990年にアメリカの自転車製造M-16マウンテンバイクのフレームを25,000ドル（1990ドル）で作成しました。フレームの重量は約900gだったと思います。

スチールケーブル、別名テンセグリティまたはテンションインテグリティ

ワイヤまたはケーブルは張力がかかった状態でのみ機能するため、これはユニークなフレームビルド材料ではありません。そのため、この自転車には、メインビームとシートポストの形で、他の非圧縮性素材のビームが少なくとも2本必要です。

以前：

ワイヤーが1本だけのより現代的な構造：

長所

• 正面面積が小さく、風の抵抗が低いため、エアロが大きくなります。

• チューブよりも理論的に軽い。

短所

• メインビームはより頑丈でなければならず、スチールケーブルはそもそも軽くないため、実際にはチューブよりも軽くありません。

• Cheesecutter-事故が発生した場合、トップワイヤ/トップチューブは、サイズが小さいため、より集中的なダメージを与えます。ファンシーなチーズを切るのに使われるあざけりワイヤーのように。 縮れ

• フレックス-これらの自転車は水平方向に過度に適合していました。

未来

ケブラーケーブルとカーボンファイバーメインビームでいくつかの開発が行われました。

亜麻繊維/繊維

Schwinn Vestigeは、亜麻繊維（亜麻90％、炭素10％）でできていました（そうですか？）。

http://bicycletimesmag.com/review-schwinn-vestige-made-from-flax-fiber/

長所

• 緑-生態学的に意識的に見える。

短所

• グリーンウォッシング-見た目ほど環境に配慮していません。

プラスチック

密度

ポリプロピレン（三角形＃5 ）で 〜0.91 g /cm³
低密度ポリエチレン（三角形＃4
）で
〜0.92 g /cm³ 高密度ポリエチレン（三角形＃2）で〜0.95 g /cm³ポリスチレン（三角形）で1.03-1.06 g /cm³ ＃6）
PETEのような水筒用の1.35-1.38 g /cm³（三角形＃1）
PVC塩化ビニル用の1.32-1.42 g /cm³（三角形＃3）

70年代以来、プラスチック製の自転車を組み立てようとする試みがいくつかありました。建設資材にはLexanとHDPE（高密度ポリエチレン）が含まれますが、成人用自転車で商業的に成功した証拠は見つかりません。プラスチック製の子供用自転車は人気がありますが、通常はペダルなしのバランスバイクの形式です（技術的にはまだ自転車ですか？）。

https://www.designboom.com/cms/images/user_submit/2011/07/frii5.jpg

利点（子供用自転車用）

• 軽量
• 安いです
• シャープなエッジなし

短所

• ヘビー
• 過度に柔軟
• 紫外線にさらされると劣化する
• 恥ずかしい

スカンジウム

密度2.985 g /cm³

「スカンジウムフレーム」とは、実際には、少量のスカンジウム（多くの場合1％未満）を含む特定のアルミニウム合金フレームを指します。

長所

• アルミニウムと同様の利点、軽くて硬い。
• 他のアルミニウム合金よりも強く耐久性があります。ロシア人は、極地の氷を通して発射されるように設計されたミサイル用のスカンジウムからミサイル部品を構築しました。戦闘機のMiGラインの一部もスカンジウム合金で作られました。
• また、スカンジウムはアルミニウム溶接の耐久性を向上させます。つまり、溶接は破損しにくく、接合部の管の厚さを薄くすることができます（ライター）。

短所

• かなり高価でかなりニッチ。おそらく初期の段階では炭素よりも安価でしたが、炭素がより安くなり、炭素をより良くするための製造技術が増加するにつれて、最近では取り残されています。

• 他のアルミニウム合金よりも高価です。カーボンよりもチューニングしにくい。チタンよりも調整が難しく、耐久性が低い。

概要

スカンジウムは最終的に（現在）非常にニッチな材料であり、他のすべての材料よりも利点がありますが、多くの場合わずかです。それは非常に、非常にハイエンドのアルミニウムとして奇妙な場所にあり、チタンまたは手頃な価格のカーボンフレームに移行するためにもう少し支払うだけで簡単に購入をスキップすることができます。コナは2008年にスカンジウムについてこのように感じました。8年後、彼らはカーボンMTBフレームを導入しています。私にとって、カーボンはついにスカンジウムがその価格に基づいて非常に限られた用途になった場所だという。

スカンジウム（技術的にはスカンジウム-アルミニウム合金）は、短いビットで人気がありました-サルサ、ブードゥー、コナはすべて、ある時点でスカンジウムフレームを作りました。コナノート：

スカンジウムは、地球上で8番目に豊富な希少元素です。地球の地殻から抽出された銀白色の金属であるスカンジウムは、アルミニウム合金に添加すると材料の強度と耐久性を50％向上させる強力な結晶粒微細化剤です。これは、合金の粒子を「真っ直ぐにする」ことでこれを行い、金属が破損しにくくします。冷戦時代にこれらのcraftなロシア人によって最初に使用されたミサイルにスカンジウム合金で作られた誘導フィンは、信じられないほどの力に耐えることができ、極地の氷冠から発射されても損傷を受けません。スカンジウム合金は、ソビエト製の航空機に非常に有利な追加品となり、信じられないほどの重量、操縦性、航続距離の利点をもたらしました。

この強度と耐久性により、スカンジウム合金は自転車の製造において非常に魅力的な素材となっています。強度が非常に高いため（スカンジウム合金は6061または7005アルミニウムの2倍の強度）、スチールと同様のライディング特性を実現するために使用する材料をはるかに少なくすることができます。そして、私たちはセクシーで従順なスチールの感触が好きです。スカンジウムにより、アルミニウムフレームの重量を10〜15％削ることができます。

出典：http : //konabikeworld.com/08_tech_scandium.htm

http://salsacycles.com/bikes/archive/campeon

3Dプリント

回答には完了が必要です

刻まれた木

ベニヤ板、竹、または立体木材よりも高価ですが、彫刻が施された木製のチューブ（またはモノコック）で作られたフレームも存在します。

長所

• 方向強度（CFに似ています）により、剛性がありながら振動を吸収するフレームが可能
• 重量比に優れた強度
• 潜在的に環境に優しい
• 厚い壁によるへこみに強い
• 見た目も感じも素晴らしい（主観的）

短所

• より厚いチューブが必要
• うまく使うのは非常に難しい
• 特別な処理をしない限り、湿気によって簡単に損傷する
• 労働力のために非常に高価（そして時々エキゾチックな森）

ガスパイプスチール

安価な自転車を構築するために使用される「高張力」または軟鋼のチューブのばかげた用語。ローエンドの自転車は低品質のスチールで作られているため、ビルダーは重量のある太いチューブを使用して補修します。

これらのチューブは多くの場合、シングルゲージまたはプレーンゲージであるため、チューブに沿って一貫した壁厚がありますが、高品質のフレームは、荷重と溶接からの距離に応じて2つか3つの異なる厚さを持つバテッドチューブで作られます。

他のスチールとの違い

すべての鋼は同じ「ヤング率」（剛性の測定値）を持ちます。ガスパイプとそれ以上のチューブの間で変化するのは強度です。

長所

• コスト。このプレーンゲージのチューブは安価です。
• 効率。突き合わせチューブは、必要な長さで作成する必要があります。プレーンチューブはより長い長さで注文してから、無駄を減らす要件に合わせて切断することができます。
• 修理可能。スチールは、他のほとんどのフレーム素材よりも簡単に固定できます。

短所

• 重量。むき出しのスチールフレームとそのフォークのおおよその重量。

チューブ重量
Reynolds 531 Superlight / 531pro / 753 5.5ポンドから5.75ポンドまたは2.5-2.6キログラム
Reynolds 531DB / 531C 6ポンドまたは2.7キログラム
Reynolds 531ST（標準チューブ）7ポンドまたは3.2キログラム
良質プレーンゲージチューブ7ポンドから9ポンド、または3.2-4.1キログラム
安価なプレーンゲージチューブ9ポンドから13ポンド、または4.1-6キログラム

注：「531」は、さまざまな品質のチューブタイプを示します。詳細については、このCWのレイノルズエントリを参照してください。

それは、足場管、インチと8番目のガスバレル、インチと8番目の531チューブ（⌀≈29mm）、インチガスバレルとインチ531チューブです。「ガスバレル」とは、実際にガスの導管として使用された材料を意味します。

ここにガスパイプバイクがあります-「オルモ」その重さを見てもわかりません。

技術的には、パイプは圧延された平らな金属で作られており、シーム溶接で接合されています。チューブは閉じた形状として形成され、継ぎ目はありません。

このCWの別の場所にあるレイノルズおよびイシュタワの鉄鋼のエントリも参照してください。

アルミニウム合金

歴史

最初のアルミニウム自転車は、世紀の変わり目に作られました。つまり、19世紀です。自転車のフレーム素材として使用されているアルミニウムの最初のドキュメントは、1893年にクレメントサイクルズがパリのトレードショーのために作成した3つの例です。

アルミニウムは1856年に初めて工業生産されたので、これはもちろん非常に印象的でした。しかし、ご想像のとおり、これらの頑丈なフレームは非常に重く、あまり良くありませんでした。

フレーム素材としてのアルミニウムは今後80年間好奇心をそそり、スチールフレームは性能と実用的な市場を支配します。TIG溶接が開発され、70年代に一般的になるまで、これは変わりません。この進歩により、押し出された中空チューブからの構築が可能になり、パフォーマンスが大幅に向上する可能性があります。

1974年、MITの機械工学の学生であるMarc Rosenbaumは、上級論文のためにアルミ自転車の製作を試みることにしました。彼は低密度のアルミニウムを利用し、大口径のチューブと非常に薄い壁で自転車を作りました。彼の努力の結果、12.3ポンドという世界で最も軽いトラックバイクが完成しました。

これに関する素晴らしい記事があります。https://www.sheldonbrown.com/AluminumBikeProject.html

その後すぐに業界が続きました。ゲイリークラインは、1977年にワイドチューブアルミ自転車フレームの特許を取得し、クライン自転車会社を設立しました。キャノンデールは1983年にCAADの最初のモデルを発表し、その後すぐにプロペロトンに加わりました。Miguel Indurainは、1995年にアルミニウムピナレロケラルライトで最初のTdFを獲得しました。1999年にカーボンに置き換えられるまで、これらは最適な材料でした。

今日、アルミニウム製自転車フレームは新規生産の大部分を占めており、スチールを最も安価な選択肢として使用しています。すべてのデパートからアルミフレームの自転車を購入できます。アルミニウムはプロペロトンでも最高レベルで生き続けており、ジョニーブラウンのスペシャライズドアレスは2018年の全米ロードチャンピオンシップで優勝しています。

材料特性

ほとんどの構造用金属は、同様の最大強度と重量比を持っています。これは、金属結合の物理的性質によるものです。アルミニウム合金は、鋼やチタン合金と同じ曲線に従いますが、単位体積あたりの密度と強度は低くなります。これにはいくつかの意味があります。

アルミニウムは、サイズが制限される高強度用途にはあまり適していません。アルミニウムは、スチールの数分の1の強度であるため、ねじ、ボルト、またはリベットにはあまり適していません。

ただし、自転車用チューブの場合、ケースは反対です。大きな直径と薄い壁を備えたチューブは、同じ剛性のために軽量です。これは、ねじれを受けるチューブの剛性（慣性モーメント）が半径の立方体に比例し、同じ合計材料を維持するためです。ただし、十分に細いチューブは、局所的なシェルの座屈に対して脆弱です。この効果により、スチールチューブの薄さが制限されます。アルミニウムは密度がはるかに低いため、同じ質量で直径と壁の厚さの両方が大きいチューブを作ることができ、したがってより硬くなります。または、同等の剛性のフレームをスチールよりも軽くすることもできます。今日のほとんどのアルミニウムフレームは、スチールバイクよりもはるかに幅の広いチューブを備えていますが、実際には、これらのチューブの幅は理論上の最適幅よりも狭くなっています。ハンドリング負荷に抵抗し、空力特性を改善するために、ある程度の妥協が行われます。

アルミニウムは空気中で自己不動態化されます。つまり、酸化した金属が下にある金属を腐食から保護します。これは、アルミニウムが淡水または空気で錆びないことを意味します。しかし、アルミニウムは、塩水を含む不動態皮膜を攻撃する溶液による孔食に対して脆弱です。これは、海洋環境や、道路が塩で覆われている冬の間の問題であり、露出したアルミニウムを覆う必要があります。

アルミニウム合金は約600°Cで融解し、比較的簡単に鋳造できます。ただし、高強度用途では、鍛造アルミニウムが好まれます。これは、結晶粒を好ましい方向に揃えることができるためです。アルミニウムは、鋼やチタンよりも機械加工がはるかに容易であり、熱で著しく硬化することはありません。多くの高品質の近代的なアルミニウムフレームは、ハイドロフォーミングによって作られています。この場合、非常に高圧の水がアルミニウムチューブを雌型に押し込みます。このプロセスにより、設計の自由度が大幅に向上し、アルミニウムチューブはスチールよりも自由形状にできますが、カーボンよりは程度は低くなります。

アルミニウム合金には疲労限度がないとよく言われます。これは、サイクル数が十分に多い場合、負荷が最終的に障害を引き起こすことを意味します。したがって、アルミフレームには有限の耐用年数があることがわかります。これは、疲労限度を下回る荷重で（実際に）無制限のサイクル限度を持つ鋼などの材料とは対照的です。これは完全に真実ではなく、アルミニウム合金はサイクル数の最高範囲で疲労強度を指定しています。ただし、アルミニウムの疲労強度は、その疲労線図がどの時点でも急激に変化しないため、鋼よりも明確に定義されていません。私の経験では、適切に設計されたアルミニウムフレームは、ほとんどの人が走らせ続けるよりも長持ちします。私の毎日のドライバーは20歳です。ほとんどの人は（読者ではないかもしれませんが）それほど長く自転車を所有していません。

6061T6は、サイクリングで使用されるアルミニウム合金の最も一般的なグレードです。広く入手可能で、適度に強力で、TIGで簡単に溶接できます。7075は約2倍の強度ですが、溶接することはできず、微小亀裂の影響を受けやすくなっています。多くの自転車メーカーは、使用する合金の独自の商品名を持っていますが、これらは上記と同じ場合もそうでない場合もあります。マグネシウムやスカンジウムなどの元素を含む多くの珍しい合金が存在します。

Al 6061T6

• 密度：2700 kg / m ^ 3
• 降伏強さ：276 MPa
• 極限強度：310 MPa
• ヤング率：69 GPa
• 歩留まり：0.4％
• 破断時伸び：12％
• 疲労限度：97 MPa
• ブリネル硬度：95

Al 7075T6

• 密度：2810 kg / m ^ 3
• 降伏強さ：503 MPa
• 極限強度：572 MPa
• ヤング率：72 GPa
• 伸び率：0.7％
• 破断時伸び：11％
• 疲労限度：159 MPa
• ブリネル硬度：150

比較のためだけに：

4130クロモリ

• 密度：7850 kg / m ^ 3
• 降伏強さ：435 MPa
• 極限強度：670 MPa
• ヤング率：205 GPa
• 歩留まり：0.2％
• 破断時伸び：25.5％
• 疲労限度：320 MPa
• ブリネル硬度：195

Ti6Al4V

• 密度：4430 kg / m ^ 3
• 降伏強さ：880 MPa
• 極限強度：950 MPa
• ヤング率：114 GPa
• 収率での伸び：0.8％
• 破断時伸び：14％
• 疲労限度：510 MPa
• ブリネル硬度：334

東レT700Sカーボンファイバー（UD）

• 密度：1800 kg / m ^ 3
• 極限強度：2550 MPa
• ヤング率：230 GPa
• 破断時伸び：1.7％

レイノルズスチール

この答えは、この時点でメモだけで完了が必要

レイノルズバテッドチューブは、1897年に初めて特許を取得しました。

レイノルズ鋼には多くの異なるグレードがあります。最も一般的に知られているのは531（「5、3、1」と発音）です。これは1935年に最初に製造されましたが、新旧在庫以外、または特別注文で入手できなくなりました。このスチールはジャガーXKEの車のシャシーにも使用され、27回のツールドフランスでの勝利を支援しました。代替品は520と525で、531に似ていますが、溶接することもできます。

他のコードとその意味と使用法 753（レイノルズによる認証が必要）、953、725、631、853、525をリストします。

数字 531がその名前を作曲から得ていることを説明してください。5部のマンガン、3部のカーボン、1部のモリブデン。

長所

• 上品なスチールチューブ
• 建築および日常使用のための「寛容な」素材と見なされます

短所

• さまざまなグレードが利用可能
• 熱処理要件はグレードによって異なります
• 一部のグレードでは、フレームのコールドセットが許可されていません
• 鋼は腐食の問題に悩まされる可能性があります

参照資料

http://bikeretrogrouch.blogspot.co.nz/2013/12/reynolds-tubing.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_Cycle_Technology#Tubing_typesチューブコードの大きなリストはこちら。