Stahlrahmen sind steifer als Alurahmen?! Hört, hört!
Schon mal bemerkt, dass sich ein Stahlrahmen bei einem Unfall verbiegt und einer aus Alu bricht?
1. Würde ich gerne mal die stelle markiert bekommen in der ich behaupte das "Stahlrahmen steifer sind als Alurahmen" ?
2. Denke ich nicht das man die steife eines Materials mist oder beurteilt anhand des Verhaltens bei einem Unfall
das wird wohl andere Ursachen haben das Alu eher bricht wie Stahl.
3. Das E-Modul von Stahl: ca. 210.000 N/mm2
Alu: ca. 70.000 N/mm2
Dazu noch ein Zitat aus Wikipedia:
"Ein Bauteil aus einem Material mit hohem Elastizitätsmodul (z. B. Stahl) ist also steifer als ein Bauteil gleicher Konstruktion (gleichen geometrischen Abmessungen), welches aus einem Material mit niedrigem Elastizitätsmodul (z. B. Gummi) besteht."
Dennoch können je nach Konstruktion auch aus Alu sehr Steife Rahmen gebaut werden mit dem nötigen Alu.
Und hier nochmals die Vor/Nachteile von Stahl und Alurahmen auch aus Wiki:
Stahl[Bearbeiten]
Von den vielen verschiedenen Stahl-
Legierungen werden im Rahmenbau üblicherweise Chrom-
Molybdän-Legierungen, wie 25CrMo4 (in den USA 4130) und ganz selten 34CrMo4 (US 4135), das eine geringfügig höhere Festigkeit besitzt, verwendet. Ebenfalls selten anzutreffen sind rostfreie Stähle. CrMo-Stahl ist ein zäher Vergütungsstahl, also ein Stahl, bei dem ein plötzlicher Bruch selten vorkommt.
Stahl ist leicht zu verarbeiten. Er lässt sich problemlos löten und schweißen, selbst das Kleben ist möglich. Durch die langjährigen Erfahrungen mit dem Werkstoff können auch exotische Rohrformen wie konifizierte, spiralig verstärkte und andere hergestellt werden.
Vorteile:
- hohe Festigkeit
- hoher Elastizitätsmodul (geht linear in die Steifigkeit ein)
- sehr zäh
- leicht zu verarbeiten
- ausreichende Langzeiterfahrung vorhanden
- ausreichend vorhandener und billiger Werkstoff
Nachteile:
- Korrosionsschutz notwendig
Aluminium[Bearbeiten]
Aluminium in Form von Legierungen wird heutzutage (2013) oft im Rahmenbau verwendet. Die üblicherweise verwendeten Legierungen tragen die Bezeichnungen 6061-T6, eine Legierung vor allem mit Magnesium und Silizium, und 7005, eine Legierung vor allem mit Zink und Magnesium. Aluminium besitzt zwar nur etwa ein Drittel der spezifischen Steifigkeit (Elastizitätsmodul) von Stahl, aber auch nur ein Drittel seiner Dichte. Bei der statischen Materialfestigkeit steht Aluminium dem Stahl wenig nach. Um ein Profil aus Aluminium mit gleicher Biege- und Torsionssteifigkeit wie aus Stahl zu erhalten, ist ein größeres Flächenträgheitsmoment erforderlich, was den typisch großen Rohrdurchmesser bei Aluminiumrahmen verursacht. Gleiche Festigkeit wird durch geringfügig vergrößerten Materialquerschnitt erreicht.
Problem des Aluminiums ist seine geringere Dauerfestigkeit, weshalb Ermüdungsbrüche häufiger sind als bei Rahmen aus Stahl.
Ein weiterer Nachteil des Aluminiums ist der im Vergleich zum Stahl aufwändigere und störungsanfälligere Schweißprozess, wodurch bereits innere Spannungen erzeugt werden. Mittlererweile wird als Nachbehandlung ein sogenanntes Schweißspannungsarmglühen angewendet.
Aluminiumrahmen sind nicht prinzipiell leichter als solche aus Stahl, auch wenn das in der Werbung gerne suggeriert wird. Die
Dichte von Aluminium ist zwar deutlich geringer als die von Stahl, die Rahmen müssen aber stärker dimensioniert werden, um annähernd gleiche Festigkeiten aufzuweisen. So sind heutige Stahlrahmen oft leichter als vergleichbare Aluminiumrahmen, da der Billigbereich fast ausschließlich durch Massenprodukte aus Aluminium abgedeckt wird und Stahlrahmen fast nur noch im höherwertigen Bereich anzutreffen sind.
Vorteile:
- ausreichend vorhandener Werkstoff
- durch Großserienproduktion in Asien billig
Nachteile:
- bedeutend schwieriger zu verarbeiten als Stahl
- ermüdungsbruchgefährdet
- gefährliches Bruchverhalten (keine Vorwarnung)
- nicht alterungsbeständig
