Não há nada melhor do que andar de bicicleta em uma bela manhã de sol! As bicicletas têm sido comercializadas em uma grande variedade de tipos e tamanhos. Entretanto, nem todas as bicicletas são criadas da mesma forma. O tratamento térmico e a seleção dos materiais são variáveis muito importantes na produção de uma bicicleta. Nós faremos o nosso melhor para lhe mostrar isto.
A primeira bicicleta era na verdade uma máquina de “caminhada”, que precisava da tração fornecida pelos próprios pés, e não para se pedalar. Criada em 1817 pelo Barão de Drais, esta invenção ajudou o barão a passear mais rapidamente pelos jardins reais. Esta primeira bicicleta era feita inteiramente de madeira e nunca se tornou mais do que um capricho.
O velocípede já trazia pedais e foi a próxima novidade, em 1865. Também era um dispositivo todo de madeira com pneus de madeira ou metal. Os pedais eram colocados diretamente na roda dianteira, e era uma máquina para se pedalar, diferentemente da sua prima mais velha, que precisava do contato dos pés com o chão para impulsionar o movimento. Tornou-se conhecida como agitadora de ossos devido ao que fazia ao ciclista em ruas de paralelepípedos. Novamente um capricho, academias de ciclismo “indoor” foram construídas nas grandes cidades para os ciclistas do velocípede.
A primeira utilização de metal na bicicleta ocorreu nos meados de 1870, com a bicicleta com super roda. Como a sua antecessora, os pedais foram colocados diretamente na roda dianteira. Mas, diferente do velocípede a roda dianteira aumentou, porque quanto maior a roda, mais rápido se andaria com apenas uma rotação dos pedais. Esta bicicleta ficou popularmente conhecida como “para jovens da classe trabalhadora” porque podia ser paga em seis meses por um trabalhador comum.
A mania por bicicletas chamada de “A Era de Ouro das Bicicletas” iniciou-se com o surgimento de diversas inovações, entre elas o pneu pneumático desenvolvido em 1888 por John Boyd Dunlop. Logo após isso, foram desenvolvidos os pneus traseiros independentes, que permitiam ao ciclista descer ladeiras. Isto levou à invenção dos freios em 1898. Apesar de terem sido implantados lentamente, durante este tempo também foram desenvolvidos os mecanismos para as marchas e os freios de mão.
No último século, a produção de bicicletas tem sido uma área chave de desenvolvimento. O objetivo é a produção de quadros mais leves, de forma que, com o mesmo esforço, a bicicleta se mova mais facilmente. Como resultado, as antigas bicicletas de aço carbono deram lugar às ligas endurecíveis 4130 de cromo e molibdênio nas bicicletas de alta tecnologia. Ao mesmo tempo em que o aço ainda é utilizado, muitas bicicletas estão utilizando alumínio, titânio ou materiais compósitos para reduzirem o seu peso.
Cada material tem suas próprias “resistências” e fragilidades. O aço Cr-Mo (4130) é muito utilizado devido à sua boa soldabilidade, conformabilidade, resistência, ductilidade e tenacidade. Esta liga, de uma forma geral, é tratada a 870°C seguida de têmpera em óleo. O revenimento é realizado entre 400°C e 570°C, em função da resistência desejada. Neste material, não é necessário nenhum tratamento térmico após a soldagem. Embora o titânio apresente metade da densidade do aço e o alumínio tenha cerca de um terço da densidade do aço, a produção de quadros de bicicleta em aço é cerca de três vezes maior do que a em alumínio. Um dos benefícios do aço e do titânio sobre o alumínio é que eles apresentam um limite de fadiga mais baixo, e por consequência não falharão tão facilmente em cargas cíclicas. O alumínio não tem este limite de resistência, de modo que a aplicação de cargas cíclicas, mesmo que baixas, por um número de ciclos suficiente resultará em falha.
Se a sua bicicleta é de alumínio, provavelmente ela é da liga 6061, que é tratada termicamente. No entanto, se esta liga for soldada, será necessário um tratamento térmico de solubilização e um envelhecimento artificial para que ele retorne à sua resistência original. O tratamento de solubilização é geralmente realizado entre 420°C e 540°C por um determinado número de horas e temperado ao ar. O endurecimento por precipitação (envelhecimento), em geral, é realizado entre 120°C e 180°C por 8 a 36 horas. Outras ligas de alumínio, como a 7005, não precisam ser solubilizadas após a soldagem, mas é necessário que seja realizado um envelhecimento artificial.
Ao mesmo tempo em que o titânio é considerado o material ideal para a produção dos quadros de bicicletas, ele nunca se tornou popular devido ao seu alto custo. Outra complicação para o seu uso é que o titânio é mais complicado para soldar. Sem os procedimentos precisos de soldagem, a solda pode ser facilmente contaminada, resultando em falhas catastróficas.
Mesmo as ligas mais exóticas para a produção dos quadros de bicicletas, como as de alumínio-lítio, precisam de processos de tratamentos térmicos críticos. Por exemplo, se a liga de alumínio-lítio for tratada por um tempo muito longo ou a uma temperatura muito alta, o lítio pode oxidar, produzindo um alumínio puro e mole. Os compósitos de carbono têm ganhado popularidade nas bicicletas de alta tecnologia, mas nós limitaremos nossa discussão às produções metálicas.
Assim, de qualquer forma, curta suas pedaladas com o ar refrescante das manhãs e tardes de verão. Enquanto você curte as paisagens e sons das estações, lembre-se que o processamento térmico tem exercido um papel importante, garantindo suas aventuras.
