lunes, 7 de diciembre de 2009

Resistencia del aluminio, titanio y acero.

Esta comparativa nos va a servir para comprender mejor los materiales que se han utilizado en nuestra bicicleta y los riesgos que corremos al cambiar un tornillo de acero por uno de aluminio por ejemplo en zonas delicadas como los rotores de disco, donde el aluminio queda desterrado.

Un poco de musica para hacer mas amena la lectura.


video

TORNILLOS

En tornilleria la resistencia normal de las aleaciones usadas es la siguiente:


Aluminio 7075 (ergal) Es un aluminio de alta calidad.


  • Límite elástico 470 MPa (=N/mm2)


  • Resistencia a tracción 540 MPa


  • Densidad 2,80 gr/cm3

Titanio grado 2 (puro) No es el habitual.


  • Límite elástico 275Mpa


  • Resistencia a tracción 345 Mpa


  • Densidad 4,51 gr/cm3

Titanio grado 5 (Ti 6Al 4V) Muy usado.


  • Límite elástico 827Mpa


  • Resistencia a tracción 896Mpa


  • Densidad 4,51gr/cm3

CUADROS

Aluminio

Para cuadros el aluminio es el material mas comun. Normalmente se utiliza la aleación 7005. Hay cuadros muy varatos de este amterial y otros muy caros, con diferentes pesos. Ello es debido al acabado de los tubos ya que unos cuentan con conificados y formas especiales y otros nó. T6 es el tratamiento térmico que se dá al material.


Aluminio 7005 T6


  • Carga de ruptura 400 Mpa
Aluminio 7003 T6


  • Carga de ruptura 450 Mpa

Aluminio 6110 T6


  • Carga de ruptura 470 Mpa

Hay aluminios de la serie 9000 como por ejemplo la serie platinum de Trek que son los tope de gama. El ZR 9000 es un aluminio 7005 aleado con circonio que aumenta la resistencia del aluminio aunque disminuye levemente la soldabilidad.

El aluminio escandio.


Ademas estan los aluminios scandio para cuadros muy ligeros. Este aluminio es muy resistente por lo que los cuadros son muy finos y ligeros. La contrapartida es que al ser tan finas las paredes de los tubos un golpe suele abollarles.

El aluminio escandio tiene su origen en la guerra fria y fueron los sovieticos quienes primero lo utilizaron en misiles y aviones. El avion MIG29 esta fabricado con aluminio escandio. Hasta 1996 no empezo a comercializarse de la mano de Ashurst Technology Group.

El escandio hace que los granos de material sean mas refinados y uniformes. El escandio evita que el aluminio recristalice despues de soldar, por lo que el material queda uniforme y con unas soldaduras resistentes, esto hace al cuadro mas resistente en los puntos de soldadura que un cuadro que utilice el mismo aluminio sin escandio. Pero el escandio no se utiliza en los aluminios normales.

Existen aluminios mas resistentes que, por ejemplo, la 7005 tan usada. Pero esas otras aleaciones no son soldables o tienen una soldabilidad muy mala. Gracias a la adicción de escandio lo que conseguimos es que ese material que antes no podiamos soldar, se pueda soldar y así crear desde un cuadro de una bicicleta a una estructura de un avión u otro objeto.

En definitiva, los aluminios muy resistentes son poco soldables, gracias a la adicion de escandio se gana en soldabilidad. El escandio no aumenta la resistencia, aumenta la soldabilidad.

Acero.


Las aleaciones de acero depende de la casa que lo fabrique da una resistencia u otra. Son aleaciones de cromo - molibdeno comunmente llamado cromoly.


Columbus Aelle, tubos espesor constante


  • Carga de ruptura 800 Mpa


  • Un cuadro ronda los 2250 gr

Columbus Thron, doble conificado


  • Carga de ruptura 800Mpa


  • Un Cuadro ronda los 1900 gr

Columbus Genius, acero al nivacrom con conificados especiales.


  • Carga de ruptura 1200Mpa


  • Un cuadro ronda los 1550gr

Columbus Nemo, acero al nivacrom con conificados dobles, triples y ovalizados.


  • Carga de ruptura de 1200Mpa


  • Un cuadro ronda los 1450 gr

Columbus Cyber


  • Carga de ruptura de 1200Mpa


  • Un cuadro ronda los 1800gr

Tange ultimate superlight.


  • Un cuadro ronda los 1850gr

Dedacciai EOM 16.5


  • Carga de ruptura 1500-1650Mpa


  • Peso de un cuadro aproximado 1400gr

Actualmete muchos de los aceros antes mencionados no se fabrican. El principal fabricante de tubos de calidad es Reynolds con su serie 853 y la carisima 953 que supera en precio al titanio. Es un acero inoxidable de altisima calidad usada por poquisimas marcas como IF y la australiana Baum.

Reynolds 953


  • Carga de Ruptura 1750-2050 Mpa


  • Densidad 7,8 gr/cc

Rynolds 853


  • Carga de ruptura 1250-1400Mpa


  • Densidad 7,78 gr/cc

El magnesio usado poco en cuadros pero si en otras partes de la bicicleta tiene una resistencia de unos 300Mpa y una densidad de 1,8 gr/cc


El titanio de calidad 6-4 viene a tener una resistencia de entre 900 y 1150 Mpa y una densidad de 4,4 gr/cc

1 comentario:

  1. Magnífico artículo.
    Agradezco muchísimo toda tu información.
    Saludos

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