ВходКарта сайтаКонтакты
 

СТАТЬИ, ТЕСТЫ, ОБЗОРЫ МОТОЦИКЛОВ



Fe, Al, Mg, Ti... ИГРАТЬ ПОДАНО!


Fe, Al, Mg, Ti... ИГРАТЬ ПОДАНО!


фото из

архива редакции



ПОДАРОК БОГОВ




Все же боги не оставляют человека своим вниманием и подсовывают ему разные полезные вещи. Если бы было иначе, разве заполнили бы они три четверти таблицы Менделеева удивительными элементами - металлами?

Чем отличаются металлы от неметаллов? Они пластичны (под действием нагрузки деформируются без разрушения) и в то же время обладают высокой прочностью на разрыв, хорошо проводят электричество и тепло. Характерный "металлический" блеск говорит о том, что они хорошо отражают электромагнитные волны (в том числе и свет). Этими свойствами металлы обязаны своему характерному строению: атомы выстраиваются в пространственную кристаллическую решетку, но при этом не все электроны связаны с атомами - часть их подвижна, образуя некий заполняющий решетку "электронный газ": он и отвечает за электро- и теплопроводность.

Недостатки, однако, суть продолжение достоинств - и главный "грех" металлов в том, что они охотно вступают в химические реакции. Кусок угля, камня или керамики пролежит тысячи лет без изменения, а металл за это же время съест ржа! Поэтому, за малым исключением (так называемые "благородные"), наши герои и не встречаются в природе в чистом виде: их приходится извлекать из руды, возводя огромные сооружения и тратя немалые средства. Да и готовую деталь надо всячески защищать от воздействия природной среды.

Есть у металлов еще одно удивительное свойство: они охотно образуют сплавы как с другими металлами, так и с неметаллами. Причем сплав - необязательно химическое соединение: чаще это "пороки" кристаллической решетки, когда часть атомов одного металла замещена атомами другого, либо две решетки "встраиваются" друг в друга! Поразительное в том, что "неправильные" сплавы по своим свойствам… намного лучше чистых металлов: манипулируя добавками, можно получать материалы с заданными качествами.

Мы сплошь и рядом имеем дело именно со сплавами, а не с чистыми металлами (которые находят применение лишь в атомной промышленности). По технологии применения сплавы условно делятся на две большие группы: литейные, из которых делают детали литьем, и деформируемые, из которых детали получают при помощи механической обработки (штамповка, резка и т. п.). Как правило, первые в жидком состоянии превосходно заполняют форму, но не столь прочны в застывшем виде. Вторые же отличаются хорошей пластичностью в твердом состоянии и высокой прочностью, но их литейные свойства невысоки.

Собственно говоря, а что такое прочность? Ее оценивают по разным (несколько десятков!) параметрам, но важнейший - предел прочности при растяжении . Наберите воздуха - это напряжение (в кГ/мм2 или Н/м2), соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца, отнесенной к начальной площади его поперечного сечения до испытания. Проще говоря: берут специально изготовленную деталь (ее форма и размеры оговорены стандартами) и на испытательной машине растягивают ее, плавно повышая нагрузку, до разрыва. Усилие в момент перед разрушением, деленное на площадь поперечного сечения, и покажет предел прочности.

Самые распространенные в земной коре металлы - железо, алюминий, магний, титан. Эти же материалы, естественно, наиболее употребимы в технике, в том числе и в конструкции мотоцикла.

ЖЕЛЕЗО



Этот металл не зря называют "хлебом промышленности". Более 90% всех используемых в технике материалов - это сплавы железа. И важнейшей добавкой является не металл, а… углерод! Если содержание углерода в сплаве от 2 до 5%, такой материал называется чугун. Он - самый дешевый из конструкционных материалов. Литейный чугун превосходно заполняет форму, но хрупок (предел прочности - от 12 до 38 кГ/мм2). С давних пор его используют в двигателестроении. Когда-то из чугуна отливали поршни, картерные детали, цилиндры и блоки цилиндров. На последней позиции он до сих пор - фаворит (тем более, что добавками графита удается снизить коэффициент трения), но в мотоциклостроении уже практически не используется: тяжел! Ведь плотность железа и его сплавов - 7,87 г/смз. Поэтому уже с 20-х годов используются алюминиевые цилиндры с чугунными гильзами, а нынче и гильзы уступили место разным видам покрытий (хром, никасиль или более сложные металлокерамические композиции).

Ковкий чугун пластичнее и прочнее (предел прочности - от 30 до 60 кГ/мм2), его используют, например, для изготовления тормозных дисков. Специальные марки чугуна применяются также для коленвалов, поршневых колец и т. п.

Но все же сплав № 1 - это сталь, материал, в котором содержится до 2% углерода. Он характеризуется ковкостью и высокой прочностью: предел прочности от 30 до 115 кГ/мм2 для углеродистой стали и до 165 кГ/см2 для легированной стали. В последней, кроме углерода, применяется множество так называемых легирующих (от латинского ligo - "связываю, соединяю") добавок: никель дает высокую прочность и пластичность, марганец увеличивает твердость и стойкость к ударным нагрузкам, ванадий повышает прочность, сопротивление удару и истиранию, хром повышает твердость и уменьшает ржавление… и так далее. Но у легированных сталей свои недостатки: высокая стоимость и сложная технология сварки (поскольку обычная электродуговая сварка "выбивает" легирующие элементы, снижая прочность шва).

К какому бы элементу мотоцикла мы не обратились, повсюду найдем сталь: "внутренности" двигателя и коробки передач, всяческие оси и кронштейны, элементы подвесок, рамы, крепеж, наконец… Хром-молибденовая сталь, прочная и податливая, используется для рам спортивных мотоциклов. А "вершина эволюции" - легендарный хромансиль, хромокремнемарганцовая сталь с рекордными показателями прочности на разрыв.

АЛЮМИНИЙ



Если знакомство человека с железом продолжается несколько тысяч лет, то его "роман с алюминием" не насчитывает и двух сотен! Причем поначалу технология его получения была такой дорогой, что распространеннейший в земной коре элемент считался… ювелирным материалом.

Всерьез за алюминий и его сплавы инженеры взялись лишь с развитием авиации. Ведь этот материал втрое легче стали: плотность его сплавов, в зависимости от состава, от 2,6 до 2,85 г/смз. Правда, и механические свойства не высоки: предел прочности для литейных сплавов - от 15 до 35 кГ/мм2, для деформируемых - от 20 до 50 кГ/мм2 (лишь для самых дорогих и "сложных" сплавов - до 65 кГ/мм2). Казалось бы, выигрыша никакого: втрое легче и втрое слабее - то ж на то ж и приходится! Но спасение предлагают законы сопромата: на жесткость детали влияет не только прочность материала, но и ее геометрические размеры. То есть алюминиевая деталь того же веса, что и стальная, гораздо жестче ее на изгиб и кручение (а при равных показателях жесткости она, соответственно, легче).

Этот фокус и определил победное шествие алюминиевых сплавов в мотоциклостроении. Фактически оно началось после первой мировой войны, когда в мирную жизнь хлынули авиационные технологии. Поначалу алюминий применяли для изготовления картерных деталей, поршней, чуть позже - для головок цилиндров и самих цилиндров. Но уже к концу 20-х годов относятся первые попытки делать из алюминиевых сплавов и рамы, хотя в широкую практику они вошли лишь в 80-е годы ХХ века. В общем, алюминиевые детали для современных мотоциклов можно перечислять бесконечно: маятники задней подвески и трубы передней, колеса, кронштейны и траверсы руля, и т. д., и т. п.

Кстати, стоит развеять популярное заблуждение о якобы высоких антикоррозионных свойствах алюминиевых сплавов. На самом деле алюминий - настолько "активный" металл, что моментально вступает в реакцию с кислородом воздуха. В результате получается окисная пленка, которая как раз и защищает металл. Но у разных сплавов - разная коррозионная стойкость. Если литейные защищены достаточно хорошо, то пленка на деформируемых порой слаба (ее свойства зависят от легирующих добавок). Так, созданный в начале ХХ века для авиации первый высокопрочный алюминиевый сплав - дюралюминий - для защиты от коррозии приходится… покрывать ("плакировать") чистым алюминием!

МАГНИЙ



Одно из ярких воспоминаний времен моей конструкторской деятельности: пришел из цеха приятель-картингист и бросил увесистую на вид болванку: "Лови"! "Идиот", - только и успел я вякнуть, пытаясь увернуться от летящей чушки. Но когда ее поймал, не поверил себе: словно держал в руках кусок пенопласта. Так состоялось мое первое очное знакомство с магнием - одним из самых легких металлов. Его плотность - 1,74 г/смз - в 4,5 раза меньше, чем у железа, и в полтора раза меньше, чем у алюминиевых сплавов.

Прочность тоже ниже: предел прочности от 9 до 27 кГ/мм2 для литейных сплавов и от 18 до 32 кГ/мм2 для деформируемых. И это бы не беда (законы сопромата на стороне "легковесов"!), но очень уж много у магния побочных "болячек". Во-первых, он дорог. Например, компания MV Agusta свои элитные спортбайки выполняет сначала в Serie Oro, с элементами рамы, маятником задней подвески и колесами из магниевого сплава. Так вот, MV Agusta F4-750 Serie Oro весила 180 кг - на 10 кг легче "обычной" F4S, у которой эти детали - из алюминиевого сплава. А стоила Serie Oro вдвое дороже, чем F4S!

Это еще не все. Магний настолько легковозгораем, что его приходится защищать и при литье, и при сварке, и даже при механической обработке. Он также нестоек к коррозии, и детали приходится оберегать вдвойне: оксидировать, а затем наносить лакокрасочное покрытие. И все равно в морской воде и прочих соляных жижах (в том числе и на тех, что возникают на зимних дорогах) магниевые сплавы гибнут "на раз".

И все же… ну очень легкий материал. Поэтому начали применять его уже в 20-е годы (тогда магниевые сплавы носили поэтическое название "электрон"). В качестве конструкционных материалов (для рам, колес и прочих деталей шасси мотоциклов) применяют редко, чаще для гоночной техники. А на серийной - охотно делают крышки картеров, клапанных механизмов и прочие не очень ответственные детали.

ТИТАН




Все же боги любят посмеяться! Судите сами: почти идеальный материал, прочный, легкий, жаростойкий, великолепно сопротивляется коррозии. И в земной коре его полным-полно: четвертый по распространенности металл, после алюминия, железа и магния. Но попробуй его из этой коры извлечь! Кошмарно сложная технология получения и определяет высокую стоимость и малую распространенность титана.

Впервые металлический титан удалось получить лишь в 1910 году! Кстати, именно за титанические усилия по его извлечению материал и получил свое название. В 1948 году во всем мире было произведено лишь две тонны титановых сплавов. Но сверхзвуковой авиации и космической технике металл пришелся "ко двору", и его добыча стала развиваться лавинообразно. Вот уже и мотоциклам перепало…

Итак, что же за чудесные свойства? Во-первых, титан существенно легче стали: 4,51 г/смз. При этом прочность его сплавов - как у лучших легированных сталей: от 75 до 180 кГ/см2. Окисная пленка отличается высокой прочностью и определяет великолепную коррозионную стойкость. Некоторые марки сплавов имеют высокую жаростойкость. Титановые сплавы хорошо обрабатываются, свариваются (в нейтральной среде), обладают отличными литейными свойствами. В общем, идеал. Если бы не цена…

Так что пока применение титана на мотоциклах скромное. На гоночных машинах из его сплавов делают элементы ходовой части, но чаще все-таки их применяют для деталей двигателей: шатуны, клапаны, клапанные пружины. В общем, там, где требуется сочетание высокой прочности и легкости. Нередко из титана делают и крепеж. Вот основные конструкционные металлы, применяемые в мотоциклах. За рамками обзора остались медь, благодаря своей рекордной электропроводности работающая в системе электрооборудования, и свинец, занятый секретной химической работой в аккумуляторе… Конечно, любой почтенный металловед сочтет своим долгом публично отхлестать меня за профанацию сей высокой науки и справедливо укажет на массу интереснейших и полезнейших фактов, пропущенных мною. В оправдание могу лишь сослаться на Козьму Пруткова: "Нельзя объять необъятное".

Понравилось? Поделись


Все записи | Комментировать
Рубрики: MV Agusta


СТАТЬИ


10.06.14
03.06.14
27.05.14
23.05.14
16.05.14
13.05.14
06.05.14
29.04.14
22.04.14
18.04.14




РУБРИКИ


Aermacchi ( 4 )
Alfer ( 9 )
Aprilia ( 1042 )
Benelli ( 89 )
Beta ( 23 )
Big dog ( 10 )
Bimota ( 84 )
BMW ( 1300 )
Borile ( 3 )
boss hoss ( 9 )
Brammo ( 23 )
Buell ( 151 )
Bultaco ( 8 )
Cagiva ( 79 )
Can-Am ( 128 )
CCM ( 2 )
Daelim ( 25 )
Derbi ( 296 )
Ducati ( 2220 )
Enfield ( 46 )
ferrari ( 158 )
Gas Gas ( 11 )
Geely ( 3 )
Gilera ( 222 )
Harley-Davidson ( 612 )
Highland ( 5 )
Honda ( 2933 )
Horex ( 31 )
HRD ( 7 )
Husaberg ( 17 )
Husqvarna ( 164 )
Hyosung ( 36 )
Indian ( 91 )
Italjet ( 43 )
Jawa ( 44 )
Jordan ( 12 )
Kawasaki ( 1134 )
Kinetic ( 1 )
KTM ( 564 )
Kymco ( 87 )
Laverda ( 12 )
Lem ( 48 )
Malaguti ( 63 )
MBK ( 6 )
Minsk ( 4 )
Mission ( 87 )
Mondial ( 9 )
Montesa ( 6 )
Morini ( 50 )
Moto Guzzi ( 168 )
MotoGP ( 2745 )
MTT ( 2 )
Munch ( 6 )
MV Agusta ( 266 )
MZ ( 81 )
Peugeot ( 121 )
Piaggio ( 348 )
Polini ( 21 )
Praga ( 1 )
Rieju ( 4 )
Rokon ( 8 )
Royal ( 73 )
Sachs ( 142 )
Scala Rider ( 6 )
Simson ( 7 )
Stels ( 35 )
Supermoto ( 49 )
Suzuki ( 1538 )
SYM ( 44 )
Titan ( 19 )
Triumph ( 377 )
Vespa ( 176 )
Victory ( 84 )
Vor ( 31 )
Voxan ( 15 )
Vyrus ( 12 )
World superbike ( 316 )
Yamaha ( 2760 )
Днепр ( 62 )
Другое ( 1790 )
Зид ( 2 )
ИЖ ( 44 )
ИМЗ ( 31 )
Кастом ( 52 )
квадрицикл ( 2 )
Квадроцикл ( 38 )
Кроссовый ( 2 )
Круизер ( 23 )
Минск ( 84 )
Молот ( 2 )
Мотард ( 12 )
Мотовело ( 8 )
мотофристайл ( 66 )
нейкед ( 113 )
Обзор ( 20 )
СF-Moto ( 1 )
Скутер ( 258 )
стритфайтер ( 186 )
супербайк ( 537 )
Супермото ( 82 )
Суперспорт ( 51 )
Тест ( 414 )
триал ( 138 )
трицикл ( 50 )
Тула ( 11 )
Турист ( 75 )
Урал ( 174 )
Чоппер ( 21 )
Экипировка ( 2092 )
электромотоцикл ( 114 )
Эндуро ( 44 )
Ява ( 24 )



По страницам истории мотоциклов:

Aprilia
Benelli
Beta
Big Dog
BMW Motorrad
Buell
Derbi
Ducatti



Работает на Amiro CMS - Free