Frame material ??

Cubabike

DURACELL
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Hi all !

Weiß einer die genauen Unterschiede bei Alurahmen zwischen
den Alu-Legierungen

- 6061
- 7005 (D??)
- 7020

Ich weiß, es gibt da Unterschiede in Bezug auf Steifigkeit, Zug- und Druckbelastbarkeit etc. pp, aber was macht den Unterschied, wenn es ein und denselben Rahmen bei einem Hersteller in den unterschiedlichen Materialen gibt ?

Greetz

Cubabike
 
Schau mal unter FAQ unter MTB-news.de oder auch unter

http://www.mountainbike.de/forum/frage.php3?nr=1988&id=b2c5a141fa54487d5472cef26c720a7a

Letztendlich ist das Rahmenmaterial relativ egal, es bestehen minimale Festigkeits-/Gewichtsunterschiede (leichte Vorteile für 7020).
Entscheidend ist die Sorgfalt bei der Verarbeitung.
Du findest z.B. 6061 u. 7005 sowohl bei absoluten Billigproduzenten als auch bei den High-End Herstellern.

Gruss R.
 
Der Link ist ja auch nicht gerade Hilfreich.
Und das die Reorganisation der Moleküle bei Raumtemperatur stattfindet halte ich für ein Gerücht, vielleicht möchten das einige (Hersteller), aber es ist sicherlich nicht so.

Ich habe auch mal versucht darüber etwas rauszufinden & war auch nicht erfolgreich.
Hierzulande werden die Legierungen anders Bezeichnet, halt mit den Anteilen der verschiedenen Metalle.
Auch Metall & Zerspanungstechnik Studierende & deren Professoren konnten mit den Bezeichnungen nix anfangen. :(
Da kam dann immer: das könnte..... oder vielleicht.......
 
...daß man von den verschiedenen Herstellern eine eindeutige Aussage bekommt:
Der Hersteller X verwendet 6061 in seinen low-cost-einsteiger-bikes, während der Hersteller Y seine high-end-Teile mit dem ultimativen 6061-Rahmen anpreist... wer soll da noch mitkommen?
Gut, daß ein guter Rahmen double butted und sehr leicht sein soll, das weiß man ja, aber in welchem Katalog oder auf welcher Internet-Page werden denn da heutzutage noch Angaben gemacht? Oder gar das Rahmengewicht angegeben ?
Kauft man ein Serienbike, ist das doch meistens die Katze im Sack, weil man mit allerlei Leichtbauteilen ein Bike auch auf 11-112kg trimmen kann - und dann kann der Taiwan-2Markfuffzig-Rahmen immer nur noch "Handelsklasse II" sein....
Mein Principia-Rennrad habe ich damals selbst aufgebaut, und da waren Gewichtsangaben und "double butted" etc. noch selbstverständlich, und der Tipp vom Händler, daß 7020er Alu der absolut letzte Schrei und gewichtstechnisch/Steifheit unschlagbar sei... gibts heute denn noch Rahmen mit 7020er Alu ? Kaum gesehen....
Cubabike
 
Rotwild u. Soil(Schauff) verbauen ebenfalls komplett 7020.

Ist aber wieder so`ne Sache z.B. verbaut Steppenwolf an seinem Einsteiger Hardtail T2 für 500€ 7020 Aluminium und an seinen 2000€ Fullys Tycoon CR/CT wieder 7005 bzw. 6061 er.

Die einzelnen Rahmenmaterialen kannst du z.B. dem Bike-Workshop Katalog entnehmen.
 
@ checky
Und das die Reorganisation der Moleküle bei Raumtemperatur stattfindet halte ich für ein Gerücht, vielleicht möchten das einige (Hersteller), aber es ist sicherlich nicht so.


Doch das funzt. Muß gelegentlich knüppelharte aluprofile biegen,"glühe" diese vorher mit nem brenner aus damit die sich überhaupt erst biegen lassen,und nach ein paar wochen haben die wieder ihre ursprüngliche härte/festigkeit.
 
ûmso niedriger die zahl beim alu desdo härter wird es, sprich man kann nen rahmen mit 7020 nicht so leicht machen wie nen rahmen mit 6061 da der 7020 bei dem gewicht nur rumlabbern würde und alles andere als steif währ, deswegen sind auch die meisten leichtrahmen aus ner 6000er serie gefertigt und die meisten DS/DIRT/DH rahmen aus 7000er serien da das alu eher nachgibt und nicht soschnell reißt wie die harte 6000er serie......
 
das leute die damit beruflich zu tun ham das nicht zuordnen können is ja wohl ein witz:

6061: AlMg1SiCu oder 3.3211
2,70 g/cm^3
Zugefestigkeit je nach zustand (O bis T6) max 150 MPa bis min 290
RP0,2 max 80 (O) bis min 240 (T6)
Bruchdehnung A50 je nach Zustand 14 bis 18 % bei t6 6 bis 10%


7020: AlZn4,5Mg1 oder 3.4335 nur T6 (!?)
2,77 g/cm^3
Zugefestigkeit min 350 MPa
RP0,2 290MPa
Bruchdehnung A50 8

E Modul liegt bei beiden bei 70000

7020 ist also schon die hörwertige legierung!! die gibts anscheinend aber auch nur in T6

Die haltbarkeit eines Rahmens hängt allerdings von vielen ander faktoren ab. werkstofffestigkeit ist nciht gleich bauteilfestigkeit.

man kann auch aus 6061 sau stabile bikes bauen, wenn man die ordenltch konstruiert und richtig schweißt. andererseits ist das lable 7020 alleine keine garantie für einen haltbaren rahmen. wenn die konstruktion ******* ist, nicht richtig geschweißt und wärmebhandelt wurde und an wandstärke gespart wurde...
ist ein guter 6061 warscheinlich besser

vielleicht kann man allerdings eher davon ausgehen das firmen die 7020 einsetzen was vom handwerk verstehen und das teure material auch richtig einsetzten

act bikes (firebeast) verbauen auch ausschliesslich 7020. ist auch als
aircraft alloy bekannt!

genauere infos gibts in den aluminium taschenbüchern (mehrere cm dicke wälzer) und in den aluminium werkstoff daten blätter. beides im aluminium verlag ich glaube düsseldorf erschienen.

hab leider nciht mehr zeit das alles zu erklären weils auch meiner meinung nach nix bringt und dem leien schon gar nicht.

ich bin schon 6061 und 7005 gefahren und momentan weis ich's nicht und es interessiert mich auch nicht.
 
Ich habe mich zu dem Thema auch schonmal geäußert (MTB-FAQ).

Im Großen & Ganzen hat Backwoods Recht. Auf jeden Fall: Al hat immer dieselbe Steifigkeit, egal um welche Legierung es sich handelt. Das E-Modul (gibt die Steifigkeit an, Verhältnis Zugspannung zu Dehnung) liegt in jedem Fall bei 68,67 GPa. Lediglich die Werte für die Zugfestigkeit -und entsprechend für die Bruchdehnung, damit das Verhältnis wieder stimmt- ändern sich bei den verschiedenen Al-Legierungen. 7000er Alu hat eine höhere Zugfestigkeit, entsprechend eine geringere Bruchdehnung. Evils Aussage, daß das 7000er nicht so schnell reißt, wie das 6000er ist richtig, nur würde ich das 7000er eher als härter bezeichnen als das 6000er...
Abgesehen ist die Verarbeitung der Al-Rohre viel wichtiger (wie vermutlich schon 1253 Leute vor mir bemerkt haben) als das Rohmaterial selber.
Vom Material selber auf die Qualität der Rahmen zu schließen, ist IMHO nicht drin. Es ist zwar so, daß 7020er um Meilen schwerer zu schweißen ist als z.B. 6061er (7020er hat zu hohe Konzentration an "Fremd"-Metallen), aber nur daran kann man es wohl nicht festmachen.

@checky:
Sorry, aber was hast Du für denn für Lampen befragt? Professoren, die mit den Werkstoffnummern (sind immerhin DIN EN!) nix anfangen können, gehören meiner Meinung nach rausgeschmissen. Das lernt man beim Maschinenbaustudium im 2. (!) Semester. Du könntest den Herren Professoren ja mal das gute alte Tabellenbuch Metall empfehlen. Das benutzt jeder Lehrling, jeder Student, dessen Studium im weiteren Sinne etwas mit Metall zu tun hat. Seiten 153-156.
Kein Wunder, daß die Deutschen so schlechte Hochschulabsolventen haben, bei den Professoren...

Eine "Reorganisation" der Moleküle bei Raumtemperatur findet nur sehr bedingt statt. Es ist z.B. erwiesen, daß lange gelagertes (Größenordnung Jahre) Rohaluminium mit der Zeit spröde wird. Aber Kornuwandlungen im großen Stile oder sonstige Prozesse finden definitiv nicht statt.
Was Framecrusher ansprichst ist eine ganz andere Sache: Wärmebehandlung. Zwar biegst er die Träger noch zusätzlich, aber im Prinzip werden die Teile wärmebehandelt (geht übrigens auch nur mit bestimmten aushärtbaren Al-Sorten). Das Alu wird auf etwa 400°C erhitzt (Lösungsglühen), anschließend abgeschreckt und letztlich ausgelagert. Bei Raumtemperatur erhöht sich die Festigkeit nur sehr geringfügig, wird das Al warm ausgelagert (130-190°C), kann man durchaus beachtliche Festigkeitssteigerungen erzielen.
Für diese verschiedenen Formen der Wärmebehandlungen stehen auch die verschiedenen T-Bezeichnungen. T6 (die gebräuchlichste Behandlung) steht z.B. für lösungsglühen und warmauslagern.
 
:)

Endlich hat mal jemand ne Erklärung dazu :)

@ rotwilderer
ich habe Studenten gefragt, die wiederum Ihre Profs gefragt haben....., deswegen *schulterzuck&auslach*

Mein leichter Hardtailrahmen (echte 1300 g bei 19") ist
aus " AN 6000 " was ist das denn nun schon wieder, bzw. was bedeutet das " AN " dabei ??

Und ist es richtig, wenn ich jetzt vermute, dass dieser Rahmen weil der aus 6000'er Alu ist eher nen Ermüdungsbruch erleiden wird (weil niedrigere Festigkeit), als ein vergleichbarer aus 7000'er Alu ?
 
@checky:

*Hehe* *hüstel* Gerade noch rumgeschimpft, schon muß ich auch wieder passen: was AN genau bedeutet, kann ich Dir net sagen.
Es gibt zwar vor den meisten Werkstoffnummern noch die Bezeichnung "AW" . Will heißen "A= Aluminium W= Halbzeug" Halbzeug ist eine spezielle Lieferform, sind z.B. fertige Alurohre (auch standartisiert), die dann gleich weiterverarbeitet werden können.
Aber k.A. wofür das N steht...
Ich weiß ja... Wer im Glashaus sitzt... *grinsel*
Daß Du mit deinem 6000er Leichtrahmen eher einen Ermüdungsbruch erleiden wirst, als mit einem 7000er halte ich für äußerst unwahrscheinlich. Denn nahezu alle Rahmenbrüche sind entweder durch Gewaltbrüche (zu hohe, sehr kurzzeitige Krafteinwirkung, die das Material einfach überfordert) oder durch konstruktive Mängel bedingt. So kann ein unsachgemäßes Schweißen z.B. den Rahmen unnötig schwächen, Fehlstellen im Werkstoff (Einschließungen, etc.), übertrieben dünne Wandstärken, etc. sind da um einiges warhscheinlicher als ein Ermüdungsbruch.
Prinzipiell ist es richtig, daß Materialien mit höheren Zugfestigkeiten/Streckgrenzen zu günstigeren Kennwerten führen, aber wahrscheinlicher ist es doch, daß es etwa anderers dazwischen kommt. Nochdazu mußt Du den Rahmen IMHO sehr sehr lange bearbeiten, daß ein Ermüdungsbruch auftritt.
 
also AN sagt mir auch nix, aber wenn du an das N einen strich mehr machst ist's schon ein W und AW gibts!

heisst's also viellecht doch AW?

Nach DIN EN 573-3 sind die bezeichnungen

EN AW-6061 oder nur
6061 oder
ALMg1SiCu oder auch
EN AW-ALMg1SiCu

gleichwertig und das alu is immer dasselbe!
 
So dann will ich meinen senf auch nochmal abgeben.
Schnell ins fachkundebuch geschaut (prüfung is schon 20 jahre her)
und da steht:

Bestimmte alulegierungen(z.B AlCuMg oder AlMgSi) werden zur
steigerung der festigkeit und härte einer wärmebehandlung
unterworfen. Diese verbesserung der eigenschaften ist nur
möglich wenn die legierung härtende zusätze z.B. Cu,Mg,Ni
enthalten.die behanlung erfolgt in 3 schritten:

GLÜHEN: je nach legierung bis zu mehreren stunden
bei 500 ° um die legierungsbestandteile zu lösen

ABSCHRECKEN: schnell und vollständig in wasser.

KALTAUSLAGERN: ist ein härtevorgang
der sich bei raumtemperatur in einigen stunden - und
bis zu max. 5 tagen vollzieht.Da sich die veränderungen
im werkstoff nicht wie bei stahl sofort zeigen, können die
teile noch bearbeitet werden.

WARMAUSLAGERN: geschieht bei ca. 170° in etwa
12 stunden (künstliches altern)


Und genau diese erfahrung des kaltauslagerns habe ich
in der praxis gemacht.
Bei bikerahmen kommt sowieso nut warmauslagern in frage,
denn dabei werden gleichzeitig die beim schweißen erzeugten
spannungen beseitigt.
 
@Backwoods
sehr schön endlich mal jemand der ahnung von der materie hat:D , und ich stimme dir voll zu hier immer bis ins detail zu gehen würde warscheinlich den forum rahmen sprengen, geht ja auch sehr in werkstoffkunde+tm
mfg ulf
 
Original geschrieben von rotwilderer
Eine "Reorganisation" der Moleküle bei Raumtemperatur findet nur sehr bedingt statt. Es ist z.B. erwiesen, daß lange gelagertes (Größenordnung Jahre) Rohaluminium mit der Zeit spröde wird. Aber Kornuwandlungen im großen Stile oder sonstige Prozesse finden definitiv nicht statt.
[/b]

Hier ist sicherlich die Bildung von Ausscheidungen gemeint, im "normalen" Aluminium kommt es unter RT nicht zu Rekristallisation, Diffusionsvorgänge laufen sehr langsam ab.


Bei Raumtemperatur erhöht sich die Festigkeit nur sehr geringfügig, wird das Al warm ausgelagert (130-190°C), kann man durchaus beachtliche Festigkeitssteigerungen erzielen.

Kommt auf die Al-Legierung an, es gibt einige Alu-Legierungen die bei RT aushärten.


6xxx Al-Mg-Si Beispiel: http://www.matls.com/SpecificMaterial.asp?bassnum=MA6016

7xxx Al-Mg-Zn Beispiel: http://www.matls.com/SpecificMaterial.asp?bassnum=MA7056

"N" kenne ich allerdings nicht, ich kenne nur F, O, Hxx, W und Tx.

Aber wie schon erwähnt, dieses Thema ist sehr umfangreich und für den biker absolut unwichtig. Einen viel größeren Einfluss haben Konstruktion, Verarbeitung und Wärmebehandlung.

Zum Thema Dauerschwingfestigkeit --> Alu ist nicht Dauerschwingfest. Der Zusammenhang zwischen Festigkeit und Dauerschwingfestigkeit ist nicht trivial.

Y.T.
 
Original geschrieben von Y.T.
Hier ist sicherlich die Bildung von Ausscheidungen gemeint, im "normalen" Aluminium kommt es unter RT nicht zu Rekristallisation, Diffusionsvorgänge laufen sehr langsam ab.

Stimmt, der Begriff kommt eher hin. Ist mir irgendwie nimmer in den Kopf gekommen...

Kommt auf die Al-Legierung an, es gibt einige Alu-Legierungen die bei RT aushärten.

Hab ich doch geschrieben ;-)
 
Keine Ahnung, mehr so der "shot from the hip", aber vielleicht ists ja ANodisiertes Aluminium und der Hersteller hat sich einfach nicht an Eure Bezeichnungen gehalten?
Würde sogar Sinn machen, da solche Rahmen wohl noch etwas leichter sind.....
 
Ich habe extra nochmal nachgeguckt.

Ist so ein Wimpel drauf mit USA Stars & Stripes Hintergrund und nem großem AN6 drauf (USA Design Kleber auffm Taiwan Rahmen ..... :) ).
Anodisiert weiß ich nicht, kann man das dann noch lackieren, bzw macht das Sinn ??
Das ist der Rahmen nämlich definitiv.
Glaube ich mach mal'n Foddo, vielleicht weiß jemand dann mehr.

:bier:
 
Wenn er lackiert ist, dann sollte er eigentlich nicht anodisiert sein. Zumindest würde ich nicht mehr lackieren.
Nun denn, bin grad heim gekommen und mir war langweilig, also habe mich im Web auf die Suche gemacht und was gefunden:
AN6 Aluminium bei HTTRADING.com

Dieses Fahrrad hat wohl so einen Rahmen. Da ist auch Dein Stars&Stripes Logo zu sehen....
slk_lite_2.jpg


Und irgendwo gibts noch dieses PDF Dokument zu dem Rahmen und da steht:

Rahmenset SLK Lite X-country/Marathon
AN6 Aluminium, die neue Materialdimension aus dem Flugzeugbau, nun seit 3 Jahren im MTB
Rahmenbau in Verwendung.
AN6 verfügt über ausgezeichnete Festigkeitswerte 41 kp/mm_. Die Streckgrenze liegt bei 13% (z.B.:
Alu 7005 35kp/mm_, Streckgrenze10 %)
Diese Eigenschaften erlauben uns mit den Wandstärken d. Rohre auf 0,8/0,9 mm herunterzugehen
und dadurch Rahmen mit ausgezeichneten Dämfungseigenschaften zu bauen. Durch optimiertes
Butting (Konifizieren) erreichen wir auch ausgezeichnete Steifigkeitswerte im Tretlager- u.
Steuerrohrbereich.
 
Hey THX, endlich mal etwas über das Zeugs.

OOh wie interressant.
Eigentlich behauptet ja jeder von seinen Bikes das diese aus dem besten Material gefertigt sind.

Wer kann das deuten:
 

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Das Diagramm ist ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Nach oben ist die Spannung aufgetragen (hier in der etwas unüblichen Einheit kg/mm^2; normalerweise nimmt man N/mm^2, man muß also die Ergebnisse aus Deinem Diagramm noch mit 9,81 m/s^2 multiplizieren), nach rechts die Dehnung (in Prozent).
Die Kurven stammen aus Zugversuchen; dazu wird eine zylinderförmige Werkstoffprobe oben und unten eingespannt, und auseinandergezogen. Dann wird die Spannung in der Probe, und die Dehnung (Verhältnis Neue Länge zu Ausgangslänge). Das wird dann entsprechend im Diagramm angetragen.
Im Diagramm von Checky ist eine Probe aus besagtem AN6, eine aus 6061er und eine aus 7005er Alu gemessen worden.
Man kann nun z.B. aus dem Diagramm nehmen, daß die letzten beiden Werkstoffe die selbe Steifigkeit, also das selbe E-Modul aufweisen (gleiche Steigungen der Hook´schen Gerade am Anfang der Kurven "unten links").
Weiterhin bleibt zu sagen, daß AN6 die höchste Zugfestigkeit der 3 Proben aufweist, und zwar gute 400 N/mm^2. Ebenso die Bruchdehnung hat bei AN6 den "besten" Wert, 13%. Will heißen, das Material ist nicht sonderlich spröde, sondern verformt sich (nur etwas) bevor es den Geist aufgibt.
7005er Alu hat eine Zugfestigkeit von guten 320 N/mm^2, aber mit 10% eine relativ geringe Bruchdehnung.
Das 6061er Alu hat die geringste Zugfestigkeit des Trios (285 N/mm^2), dafür aber eine Bruchdehnung von 11%.
Normalerweise haben ja verschiedene Legierungen des selben Metalls (hier Alu) das gleiche E-Modul, folglich verringert sich die Bruchdehnung mit zunehmender Zugfestigkeit.
Bei AN6 ist es aber anders: trotz der sehr hohen Zugfestigkeit ist auch die Bruchdehnung größer. Dazu kommt, daß die Hooke´sche Gerade bei AN6 offensichtlich eine größere Steigung hat, als die der anderen Legierungen, somit könnte AN6 tatsächlich ein höheres E-Modul haben als die anderen Al-Legierungen.
Keine Ahnung wie das geht, denn normal: selbes Material, selbes E-Modul... *schulterzuck*

@checky:
USA-Sticker aufm Taiwan-Rahmen ist gut möglich. Meistens reicht es nämlich für den Sticker schon aus, wenn die Hauptrohre (also Ober-, Unterrohr und Sitzrohr) aus USA kommen, wo die Rohre verschweißt werden, ist dann wurscht...

@patrick: Die Kollegen von HT sind etwas hinterher, was die Einheiten angeht: mit kp (Kilopond) rechnet schon seit 20 Jahren kein Mensch mehr ;-)
 
Nachtrag:

Habe gerade folgendes PDF-Dokument gefunden: www.velo.com/PDF/alu_stahl.pdf

Da steht geschrieben, daß AN6 eine 6014-Legierung von ALCOA ist.(Aluminium Company of America, daher der Stars&Stripes-Sticker).
Die genaue Zusammensetzung von 6014er Alu hab ich nicht gefunden, die 6000er Serie ist aber hauptsächlich von Magnesium und Silicium als Legierungspartner geprägt.
Woher der Name AN6 kommt, kann ich mir aber immer noch net erklären...
 
@wilderer: Ich denke checky sprach von diesem Logo:
AN6_Logo.gif

Das Taiwan amerikanische Al Legierungen verwendet ist doch durchaus möglich....

@checky: Aber in Anlehnung an die Weissblech-Werbung kannste ja nen kleinen Aufkleber draufpappen: "Ich war eine Chessna" (siehe unten)

Ich jedenfalls mache mich jetzt mal auf die Suche nach AN7, AN8 oder AN27, dem Zeug aus dem die Heckflügel des Spaceshuttles gemacht sind ;)

cheers,

Patrick
 

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