เราได้นำเรื่องของวัสดุที่กำลังมาแรงสำหรับการทำตัวถัง และชิ้นส่วนของจักรยาน วัสดุที่น่าจะมีมากที่สุดในการใช้ทำตัวถังและชิ้นส่วนของจักรยาน คงเป็นอะไรอื่นไม่ได้นอกเสียจากอะลูมิเนียม ถ้าจะเรียกให้ถูกจริง ๆ ต้องเรียกว่า อะลูมิเนียม อัลลอย เพราะมันไม่ใช่อะลูมิเนียมอย่างเดียว แต่มีการผสมโลหะชนิดอื่นเข้าไปด้วย เพื่อเพิ่มคุณสมบัติ ในด้านต่าง ๆ เข้าไป ไม่ว่าจะเพื่อความแข็งการให้ตัว สำหรับโลหะในทุกวันนี้ที่ใช้กันมากที่สุดคือ เหล็ก รองลงมาก็คืออะลูมิเนียมที่ใช้ ถ้าจะให้กล่าวถึงอะลูมิเนียมทุกชนิดคงไม่ไหว เนื้อที่คงไม่พอเอาแค่ที่อยู่ใกล้ตัวเราดีกว่าอย่างอะลูมิเนียมที่มีรหัส 6061 และ 7005 ซึ่งมักจะพบเห็นอยู่ในสติ๊กเกอร์ที่ติดอยู่บนตัวถัง ผมเชื่อว่าหลายคนคงไม่เข้าใจถึงความแตกต่างของ 6061 กับ 7005 ว่ามีอะไรที่ต่างกัน
อะลูมิเนียมเป็นโลหะที่มันวาวและอ่อนดัดง่าย ในธรรมชาติอะลูมิเนียม พบในรูปแร่บอกไซต์เป็นหลัก และมีคุณสมบัติเด่นคือต่อด้านการออกซิดิชัน (ปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดจากการรวมตัวของออกซิเจนกับสารอื่น หรือผสมกับออกซิเจนนั่นเอง) เป็นเยี่ยม แข็งแรง และน้ำหนักเบา มีการใช้อะลูมิเนียมในอุตสาหกรรมหลายประเภทเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ มากมายและอะลูมิเนียมสำคัญต่อเศรษฐกิจโลกอย่างมาก ชิ้นส่วนโครงสร้างที่ผลิตจากอะลูมิเนียมสำคัญต่ออุตสาหกรรมอากาศยาน และสำคัญในด้านอื่น ๆ ของการขนส่งและการสร้างอาคาร ซึ่งต้องการน้ำหนักเบา ความทนทานและความแข็งแรง
อะลูมิเนียมเป็นโลหะที่อ่อนและเบาที่มีลักษณะไม่เป็นเงา เนื่องจากเกิดการออกซิเดชันชั้นบาง ๆ ที่เกิดขึ้นเร็ว เมื่อสัมผัสกับอากาศโลหะอะลูมิเนียม ไม่เป็นสรพิษ ไม่เป็นแม่เหล็ก และไม่เกิดประกายไฟ อูมิเนียมบริสุทธิ์มีแรงต้านการดึงประมาณ 49 ล้านปาสกาล (MPa) และ 400 MPa ถ้าทำเป็นโลหะผสมอะลูมิเนียมมีความหนาแน่นเป็น 1/3 ของเหล็กกล้าและทองแดงอ่อนสามารถดัดได้ง่าย สามารถกลึงและหล่อแบบได้ง่าย และมีความสามารถต่อต้านการกร่อนและความทน เนื่องจากชั้นออกไซด์ที่ป้องกัน พื้นหน้ากระจกเงาที่เป็นอะลูมิเนียม มีการสะท้อนแสงมากกว่าโลหะอื่น ๆ ในช่วงความยาวคลื่น 200-400 nm (UV) และ3000-10000 nm(IR ไกล) ส่วนในช่วงที่มองเห็นได้คือ 400-700 nm โลหะเงินสะท้อนแสงได้ดีกว่าเล็กน้อย และในช่วง 700-3000 (IR ใกล้) โลหะเงิน ทองคำ และทองแดง สะท้อนแสงได้ดีกว่าอะลูมิเนียมเป็นโลหะที่ดัดได้ง่ายเป็นอันดับ2 (รองจากทองคำ) และอ่อนเป็นอันดับที่ 6 อะลูมิเนียมสามารถนำความร้อนได้ดีจึงเหมาะสมที่จะทำหม้อหุงต้มอาหาร
ในปัจจุบันวัสดุเกือบทั้งหมด ที่เรียกว่า อะลูมิเนียมเป็นโลหะผสมของอะลูมิเนียมกับทองแดง,แมกนีเซียม,แมงกานีสซิลิคอน และสังกะสี ซึ่งแมกนีเซียมเป็นโลหะที่นำมาผสมกับอะลูมิเนียมแล้วได้อะลูมิเนียมที่มีน้ำหนักเบาที่สุด อะลูมิเนียมบริสุทธิ์พบเฉพาะเมื่อต้องการความทนต่อการกัดกร่อนมากกว่าความแข็งแรงและความแข็ง เมื่อรวมกับกระบวนการทางความร้อนและกลการโลหะผสมของอะลูมิเนียมมีคุณสมบัติทางกลศาสตร์ที่ดีขึ้น โลหะผสมอะลูมิเนียมเป็นส่วนสำคัญจองเครื่องบินและจรวด เนื่องจากมีอัตราความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง
6061 เป็นอะลูมิเนียมที่ใช้กันมากที่สุด มีแมกนีเซียมและซิลิกอนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเชื่อมได้ง่าย นอกจานี้ยังแยกย่อยออกตามคุณสมบัติเป็น 6061-O ,6061-T6 , 6061-T65 1 โดยแต่ละคุณสมบัติจะใช้การผลิต ที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันหรือที่เรามักเรียกกันว่า การอบ
6061-O มีความต้านทานแรงดึงสูงสุดไม่เกิน 18,000 psi. (125 MPa) และความเข้มแข็งของเนื้ออะลูมิเนียมที่ได้สูงสุดไม่เกิน 8,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (55 MPa) วัสดุสามารถยืดตัวได้ 25-30% (ก่อนที่จะขาดออกจากกัน)
6061 T4 มีความต้านทานแรงดึงสูงสดุไม่น้อยกว่า 30,000 psi. (207 MPa) และความแข็งแรงของเนื้ออะลูมิเนียมอย่างน้อย 16,000 psi. (110 MPa) มีการยืดตัวได้ 16%
6061 T6 มีความต้านทานแรงดึงสูงสุดไม่น้อยกว่า 42,000 psi. (290 MPa) และความแข็งแรงของเนื้ออะลูมิเนียมอย่างน้อย 35,000 psi. (241 MPa) ปรับแต่งเพิ่มเติมเป็น 45,000 psi. (275 MPa) ตามลำดับ ที่ความหนา 0.250 นิ้ว (6.35 มม.) หรือน้อยกว่า แต่ก็มีการยืดตัวได้ 8% หรือมากกว่า ในส่วนหนาได้ 10%
7075 เป็นอะลูมิเนียมที่มีส่วนผสมของอะลูมิเนียมกับสังกะสีเป็นองค์ประกอบหลัก มันมีความแข็งแรงเทียบเท่ากับเหล็กจำนวนมากและมีความแข็งแรงเทียบเท่ากับเหล็กจำนวนมากและมีความแข็งแรงและความให้ตัวดี แต่มีความต้านทานการกัดกร่อนน้อยกว่าโลหะผสมอื่น ๆ ข้อจำกัดคือค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูงในการผลิต 7005 มีส่วนผสมหลายอย่าง ส่วนผสมเหล่านี้จะเป็นตัวแล่งระดับคุณสมบัติของ 7005 ส่วนผสมที่ใช้กันก็จะมีสังกะสี 5.1-6.1% , แมกนีเซียม 2.1-2.9% , ทองแดง 1.2-2.0% และน้อยกว่าครึ่งเปอร์เซ็นต์ของซิลิคอน เหล็ก แมงกานีส ไททาเนียม โครเมี่ยม และโลหะอื่น ๆ
แล้วตกลงว่าอะไรดีกว่ากัน หากวัดกันโดยให้ชิ้นงานมีขนาดเส้นรอบวงเท่ากับมีระดับความแข็งเท่า ๆ กัน 7005 จะเบาและยางกว่า 6061 ที่ขนาดความหนา ๆ กัน 7005 จะมีความแข็งแรงสูงกว่า เมื่อต้องการที่ระดับความแข็งแรงพอ ๆ กัน 7005 จึงสามารถลดจำนวนเนื้อโลหะลงไปได้อีก แต่ถ้าในเรื่องของการดัดโค้งขึ้นรูป ความแข็งแรงของจุดเชื่อมต่อความทนทานต่อการกัดกร่อนของเฟรม ความสามารถในการชุบแข็ง 6061 ดีกว่า ถ้าในแง่ของการผลิต หากต้องการให้มีต้นทุนต่ำ ขั้นตอนน้อยเชื่อมต่อเข้าด้วยกันแล้วจบ น้ำหนักเฟรมเบา ความแข็งแรงระดับใช้งานได้ 7005 ทำได้ง่ายกว่า ถ้าสังเกตที่รูปทรงของตัวถังที่ผลิตจาก 6061 จะมีการดัดโค้งเพิ่มสันหรือเหลี่ยมช่วยเสริมความแข็งแรงและยังช่วยให้ดูดีมีรูปทรงในขณะที่ตัวถังที่ผลิตจาก 7005 จะมีลักษณะเป็นท่อกลม ๆ ธรรมดาดูแล้วอาจไม่ค่อยเข้าตาในเรื่องของความสวยงาม
