Meer informatie over de eigenschappen en het gebruik van messing metaal

ThoughtCo / Ashley Nicole DeLeon

Messing is een binair getal legering bestaande uit koper en zink dat al millennia wordt geproduceerd en wordt gewaardeerd om zijn verwerkbaarheid, hardheid,corrosieweerstand, en aantrekkelijk uiterlijk.

Eigendommen

• Legeringstype: Binair
• Inhoud: Koper & Zink
• Dichtheid: 8,3-8,7 g/cm³
• Smeltpunt: 1652-1724 °F (900-940 °C)
• Moh's hardheid: 3-4

Kenmerken

De exacte eigenschappen van verschillende soorten messing zijn afhankelijk van de samenstelling van de messinglegering, met name de koper-zinkverhouding. In het algemeen worden echter alle messingsoorten gewaardeerd om hun bewerkbaarheid of het gemak waarmee het metaal in gewenste vormen en vormen kan worden gevormd met behoud van hoge sterkte.

Hoewel er verschillen zijn tussen messing met een hoog en een laag zinkgehalte, worden alle soorten messing in aanmerking genomen kneedbaar en ductiel (lage zink messing meer dus). Door het lage smeltpunt kan messing ook relatief eenvoudig worden gegoten. Voor giettoepassingen wordt echter meestal de voorkeur gegeven aan een hoog zinkgehalte.

Messing met een lager zinkgehalte kan gemakkelijk koud worden bewerkt, gelast en gesoldeerd. Een hoog kopergehalte zorgt er ook voor dat het metaal een beschermende oxidelaag (patina) op het oppervlak vormt die beschermt tegen verdere corrosie, een waardevolle eigenschap bij toepassingen waarbij het metaal wordt blootgesteld aan vocht en weersinvloeden.

Het metaal heeft zowel goede warmte als elektrische geleiding (zijn elektrische geleidbaarheid kan 23% tot 44% zijn van die van puur koper), en het is slijtvast en vonkbestendig. Net als koper hebben de bacteriostatische eigenschappen ervan geresulteerd in het gebruik ervan in sanitair en zorginstellingen.

Messing wordt beschouwd als een niet-magnetische legering met lage wrijving, terwijl de akoestische eigenschappen ervan hebben geleid tot het gebruik ervan in veel 'brassband'-muziekinstrumenten. Kunstenaars en architecten waarderen de esthetische eigenschappen van het metaal, omdat het in een reeks kleuren kan worden geproduceerd, van dieprood tot goudgeel.

Toepassingen

De waardevolle eigenschappen en het relatieve gemak van de productie van messing hebben het tot een van de meest gebruikte legeringen gemaakt. Het samenstellen van een volledige lijst van alle toepassingen van messing zou een kolossale taak zijn, maar om een ​​idee te krijgen van industrieën en de soorten producten waarin messing wordt aangetroffen, kunnen we enkele eindtoepassingen categoriseren en samenvatten op basis van de gebruikte kwaliteit messing:

Vrijsnijdend messing (bijv. C38500 of 60/40 messing):

• Moeren, bouten, onderdelen met schroefdraad
• Aansluitingen
• Jets
• Kranen
• Injectoren

Geschiedenis

Koper-zinklegeringen werden al in de 5e eeuw voor Christus in China geproduceerd en werden in de 2e en 3e eeuw voor Christus op grote schaal gebruikt in Centraal-Azië. Deze decoratieve metalen stukken kunnen echter het best worden aangeduid als 'natuurlijke legeringen', aangezien er geen bewijs is dat hun producenten bewust koper en zink hebben gelegeerd. In plaats daarvan is het waarschijnlijk dat de legeringen werden gesmolten uit zinkrijke koperertsen, waardoor ruwe messingachtige metalen werden geproduceerd.

Griekse en Romeinse documenten suggereren dat de opzettelijke productie van legeringen vergelijkbaar met modern messing, koper gebruiken en een zinkoxide-rijk erts dat bekend staat als calamine, vond plaats rond de 1e eeuw voor Christus. Calamine-messing werd geproduceerd met behulp van een cementatieproces, waarbij koper werd gesmolten in een smeltkroes met gemalen smithsoniet (of calamine) erts.

Bij hoge temperaturen verandert zink dat in dergelijk erts aanwezig is in damp en dringt het door in het koper, waardoor een relatief zuiver messing wordt geproduceerd met een zinkgehalte van 17-30%. Deze methode van messingproductie werd bijna 2000 jaar gebruikt tot het begin van de 19e eeuw. Niet lang nadat de Romeinen hadden ontdekt hoe messing kon worden gemaakt, werd de legering gebruikt voor munten in gebieden van het huidige Turkije. Dit verspreidde zich al snel door het hele Romeinse rijk.

Soorten

'Messing' is een generieke term die verwijst naar een breed scala aan koper-zinklegeringen. In feite zijn er meer dan 60 verschillende soorten messing gespecificeerd door EN (Europese norm) normen. Deze legeringen kunnen een groot aantal verschillende samenstellingen hebben, afhankelijk van de eigenschappen die nodig zijn voor een bepaalde toepassing.

Productie

Messing wordt meestal geproduceerd uit koperschroot en zinkstaven. Koperschroot wordt geselecteerd op basis van zijn onzuiverheden, aangezien bepaalde aanvullende elementen gewenst zijn om de exacte kwaliteit messing te produceren die nodig is.

Omdat zink begint te koken en verdampt bij 1665°F (907°C), onder het kopersmeltpunt van 1981°F (1083°C), moet het koper eerst worden gesmolten. Eenmaal gesmolten, wordt zink toegevoegd in een verhouding die geschikt is voor de kwaliteit van het geproduceerde messing. Hoewel er nog steeds rekening wordt gehouden met zinkverlies door verdamping.

Op dit punt kunnen alle andere extra metalen, zoals lood , aluminium, silicium of arseen worden aan het mengsel toegevoegd om de gewenste legering te creëren. Zodra de gesmolten legering klaar is, wordt deze in vormen gegoten waar het stolt tot grote plakken of knuppels. Knuppels - meestal van alfa-bèta-messing - kunnen direct worden verwerkt tot draden, pijpen en buizen via hete extrusie, waarbij het verwarmde metaal door een matrijs wordt geduwd of heet smeden.

Indien niet geëxtrudeerd of gesmeed, worden de knuppels vervolgens opnieuw verwarmd en door stalen rollen gevoerd (een proces dat bekend staat als warmwalsen). Het resultaat zijn platen met een dikte van minder dan een halve inch (<13mm). After cooling, the brass is then fed through a milling machine, or scalper, that cuts a thin layer from the metal in order to remove surface casting defects and oxide.

Onder een gasatmosfeer om oxidatie te voorkomen, wordt de legering verwarmd en opnieuw gewalst, een proces dat bekend staat als: gloeien , voordat het bij lagere temperaturen opnieuw wordt gerold (koud walsen) tot platen van ongeveer 2,5 mm dik. Het koudwalsproces vervormt de interne korrelstructuur van het messing, wat resulteert in een veel sterker en harder metaal. Deze stap kan worden herhaald totdat de gewenste dikte of hardheid is bereikt.

Ten slotte worden de platen gezaagd en geschoren om de gewenste breedte en lengte te verkrijgen. Alle platen, gegoten, gesmede en geëxtrudeerde messing materialen krijgen een chemisch bad, meestal gemaakt van zoutzuur en zwavelzuur, om zwarte koperoxide aanslag en aanslag te verwijderen.