Heb je je ooit afgevraagd hoe fascinerend messing is? Deze veelzijdige legering, gemaakt van koper en zink, heeft een rijke geschiedenis en talloze toepassingen. In deze blogpost duiken we in de verschillende soorten messing, hun unieke eigenschappen en hoe ze ons dagelijks leven vormgeven. Van muziekinstrumenten tot industriële onderdelen, messing speelt een essentiële rol op verschillende gebieden. Bereid je voor op het ontdekken van de geheimen achter dit opmerkelijke materiaal en breid je kennis over metallurgie uit.
Messing is een veelzijdige legering die voornamelijk bestaat uit koper en zink, waarbij koper meestal het overheersende element is. De standaardformulering, bekend als gewoon messing, bestaat uit deze twee metalen in verschillende verhoudingen. Wanneer er extra elementen in de legering worden opgenomen, zoals lood, tin, aluminium of nikkel, wordt het geclassificeerd als speciaal messing. Elke variant biedt unieke eigenschappen die zijn afgestemd op specifieke toepassingen.
Deze koper-zinklegering staat bekend om zijn uitzonderlijke combinatie van eigenschappen, waaronder uitstekende corrosiebestendigheid, hoge vervormbaarheid en opmerkelijke slijtvastheid. Messing heeft een kenmerkende gouden tint, die afhankelijk van de samenstelling kan variëren van roodachtig tot zilverachtig. De lage wrijvingskarakteristieken en antimicrobiële eigenschappen vergroten nog de bruikbaarheid in verschillende industrieën.
Messing wordt op grote schaal gebruikt in tal van toepassingen, met name in loodgieters- en HVAC-systemen. Het is het materiaal bij uitstek voor de productie van kleppen, waterleidingen en verbindingsbuizen voor airconditioners vanwege de corrosiebestendigheid en het vermogen om hoge druk te weerstaan. De thermische geleidbaarheid van de legering maakt het ideaal voor radiatoren en warmtewisselaars. Daarnaast wordt messing veel gebruikt in muziekinstrumenten, decoratieve hardware, elektrische onderdelen en scheepstoepassingen vanwege de duurzaamheid, bewerkbaarheid en esthetische aantrekkingskracht.
De veelzijdigheid van messing, gecombineerd met de kosteneffectiviteit in vergelijking met zuiver koper, zorgt ervoor dat messing belangrijk blijft in moderne productie- en engineeringtoepassingen.
Messing lood
Lood is vrijwel onoplosbaar in messing en bestaat als afzonderlijke deeltjes langs korrelgrenzen. Er worden twee soorten loodmessing onderscheiden: α en (α+β). α-loodmessing is beperkt tot koudvervormings- of warmextrusieprocessen vanwege de slechte slagvastheid en lage plasticiteit bij hoge temperaturen. Daarentegen vertoont (α+β) loodmessing een uitstekende plasticiteit bij hoge temperaturen, waardoor het geschikt is voor smeedprocessen.
Tin Messing
De toevoeging van tin aan messing verhoogt de hittebestendigheid van de legering aanzienlijk en met name de weerstand tegen corrosie door zeewater. Deze eigenschap heeft tinmessing de bijnaam "marinemessing" opgeleverd. Tin lost op in de vaste oplossing op basis van koper, waardoor de sterkte-eigenschappen verbeteren.
Een hoger tingehalte dan een bepaalde drempel leidt echter tot de vorming van de brosse ε-fase (Cu3Sn intermetallische verbinding), die plastische vervorming verhindert. Daarom wordt het tingehalte in tinmessing meestal beperkt tot 0,5-1,5% per gewicht.
Veel voorkomende tin messing legeringen zijn HSn70-1, HSn62-1 en HSn60-1. HSn70-1 is een zeer taaie legering die geschikt is voor zowel koud- als warmvervormingsprocessen. De laatste twee soorten hebben een α+(α+β) tweefasenmicrostructuur, vaak met kleine hoeveelheden ε-fase. Deze legeringen vertonen een lage plasticiteit bij kamertemperatuur en zijn vooral geschikt voor warmvervormen.
Mangaan Messing
Mangaan is beter oplosbaar in massief messing dan andere legeringselementen. De toevoeging van 1-4% mangaan verbetert de sterkte en corrosieweerstand van messing aanzienlijk zonder de vervormbaarheid aan te tasten. Mangaanmessing heeft meestal een (α+β) microstructuur. HMn58-2 is een veelgebruikte legering in deze categorie en biedt een uitstekende verwerkbaarheid bij zowel koud als warm vervormen.
Ijzer Messing
In ijzerhoudende messinglegeringen slaat ijzer neer als ijzerrijke deeltjes die dienen als nucleatieplaatsen voor korrelverfijning. Dit mechanisme remt de herkristallisatie van korrelgroei en verbetert zo de mechanische en technologische eigenschappen van de legering. Het ijzergehalte in deze legeringen is meestal beperkt tot 1,5% of minder, wat resulteert in een (α+β) microstructuur. Deze legeringen vertonen een hoge sterkte, taaiheid en goede plasticiteit bij verhoogde temperaturen, terwijl ze ook koud kunnen worden bewerkt. HFe59-1-1 is een veelgebruikte legering in deze categorie.
Nikkel Messing
Nikkel vormt een continue vaste oplossing met koper, waardoor het α-fasegebied in messing aanzienlijk wordt uitgebreid. De toevoeging van nikkel verbetert de corrosieweerstand van messing aanzienlijk in zowel atmosferische als mariene omgevingen.
Bovendien verhoogt nikkel de herkristallisatietemperatuur van messing en bevordert het de vorming van fijnere korrels. HN65-5 nikkelmessing, gekenmerkt door een eenfasige α-structuur, vertoont een uitstekende plasticiteit bij kamertemperatuur en kan ook effectief warm worden bewerkt.
Het is echter van cruciaal belang om het gehalte aan loodonzuiverheden in nikkelmessing strikt onder controle te houden, omdat hoge gehaltes de warme verwerkbaarheid van de legering ernstig in gevaar kunnen brengen.
Zuiverheidsmeting
Om de zuiverheid van messing te bepalen kan het Archimedesprincipe worden gebruikt om het volume en de massa van het monster te meten, waarna het aandeel koper in messing kan worden berekend op basis van de dichtheid van koper en zink.
Messing
Gewoon messing is een legering van koper en zink. Als het zinkgehalte lager is dan 35%, kan het oplossen in koper en een α-structuur vormen die bekend staat als eenfasig messing. Deze structuur heeft een goede plasticiteit en is ideaal voor koud- en warmpersen.
Wanneer het zinkgehalte tussen 36% en 46% ligt, is er een α-fase met één fase en een β vaste oplossing op basis van koper en zink, wat bekend staat als messing met twee fasen. De β-fase vermindert de plasticiteit van messing en verhoogt de treksterkte, waardoor het alleen geschikt is voor hete drukverwerking. Als het zinkgehalte blijft toenemen, zal de treksterkte afnemen, waardoor het onbruikbaar wordt.
De code voor messing wordt weergegeven door "H+nummer", waarbij "H" staat voor messing en het "nummer" voor de massafractie koper. H68 staat bijvoorbeeld voor messing met 68% koper en 32% zink.
Voor gegoten messing wordt de letter "Z" toegevoegd vóór de code, zoals ZH62. Bijvoorbeeld, ZCuZnZn38 staat voor gegoten messing met een zinkgehalte van 38% en de rest is koper.
H90 en H80 zijn eenfasig messing en hebben een goudgele kleur. H59 is tweefasig messing en wordt veel gebruikt voor constructiedelen van elektrische apparaten, zoals bouten, moeren, sluitringen en veren. Gewoonlijk wordt eenfasig messing gebruikt voor koude vervorming, terwijl tweefasig messing wordt gebruikt voor warme vervorming.
Speciaal messing
Een legering die wordt gevormd door andere elementen toe te voegen aan gewoon messing wordt speciaal messing genoemd. Vaak toegevoegde elementen zijn lood, tin en aluminium, die respectievelijk loodmessing, tinmessing en aluminiummessing worden genoemd. Het doel van het toevoegen van deze elementen is voornamelijk om de treksterkte en verwerkbaarheid van het messing te verbeteren.
De code voor speciaal messing wordt weergegeven als "H+symbool van het belangrijkste toegevoegde element (uitgezonderd zink)+massafractie van koper+massafractie van het belangrijkste toegevoegde element+massafractie van andere elementen". HPb59-1 geeft bijvoorbeeld aan dat de massafractie van koper 59% is, de massafractie van lood (het belangrijkste toegevoegde element) 1% en de rest is zink.
Het heet werktemperatuurbereik voor messing is 750 tot 830 °C (1382 tot 1526 °F). Uitgloeien gebeurt tussen 520 en 650 °C (968 tot 1202 °F), terwijl spanningsarmgloeien gebeurt bij lagere temperaturen, meestal 260 tot 270 °C (500 tot 518 °F). Deze nauwkeurige temperatuurbereiken zijn cruciaal voor het bereiken van optimale mechanische eigenschappen en microstructuur.
Milieuvriendelijk messing C26000 (ook bekend als patroonmessing of C2600) vertoont uitzonderlijke eigenschappen, waaronder uitstekende vervormbaarheid, hoge treksterkte, superieure bewerkbaarheid, goede lasbaarheid en robuuste corrosiebestendigheid. Deze eigenschappen maken het ideaal voor verschillende toepassingen, zoals warmtewisselaars, papierproductieapparatuur, precisiemachineonderdelen en ingewikkelde elektronische onderdelen.
C26000 messing is verkrijgbaar in een groot aantal afmetingen voor uiteenlopende productiebehoeften. Diktes variëren van ultradunne 0,01 mm tot grote platen van 2,0 mm, terwijl de breedte varieert van smalle stroken van 2 mm tot brede platen van 600 mm. De veelzijdigheid van het materiaal wordt verder vergroot door de verschillende hardheidsgraden, waaronder volledig gegloeid (O), kwart hard (1/2H), driekwart hard (3/4H), volledig hard (H), extra hard (EH) en veerhard (SH). Deze hardheden maken op maat gemaakte mechanische eigenschappen mogelijk om te voldoen aan specifieke toepassingsvereisten. Het messing voldoet aan meerdere internationale standaarden, waaronder GB (Chinees), JIS (Japans), DIN (Duits), ASTM (Amerikaans) en EN (Europees), wat wereldwijde compatibiliteit en kwaliteitsgarantie garandeert.
De uitzonderlijke bewerkbaarheid van C26000-messing maakt het bijzonder geschikt voor precisiebewerkingen. Door de optimale spaanvorming en lage gereedschapsslijtage is het een uitstekende keuze voor automatische hogesnelheidsdraaibanken en geavanceerde CNC-bewerkingscentra (Computer Numerical Control), waardoor complexe componenten met een kleine tolerantie en superieure oppervlakteafwerking kunnen worden geproduceerd.