Wissenschaft

Über die verschiedenen Messingarten

Messing. ist ein Oberbegriff, der sich auf eine breite Palette von Kupfer-Zink-Legierungen bezieht. Tatsächlich gibt es über 60 verschiedene Messingarten, die in den EN-Normen (European Norm) festgelegt sind. Diese Legierungen können abhängig von den für eine bestimmte Anwendung erforderlichen Eigenschaften eine Vielzahl unterschiedlicher Zusammensetzungen aufweisen. Messing kann auch auf verschiedene Arten klassifiziert werden, unter anderem aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften, seiner Kristallstruktur, seines Zinkgehalts und seiner Farbe.

Messingkristallstrukturen

Die wesentliche Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten von Messing wird durch ihre Kristallstrukturen bestimmt. Dies liegt daran, dass die Kombination von Kupfer und Zink durch peritektische Verfestigung gekennzeichnet ist. Dies ist eine akademische Art zu sagen, dass die beiden Elemente unterschiedliche Atomstrukturen aufweisen, wodurch sie je nach Gehaltsverhältnissen und Temperaturen auf einzigartige Weise kombiniert werden. Aufgrund dieser Faktoren können sich drei verschiedene Arten von Kristallstrukturen bilden:

Alpha Brasses

Alpha-Messing enthält weniger als 37% zu Kupfer geschmolzenes Zink und ist nach seiner Bildung einer homogenen (Alpha) Kristallstruktur benannt. Die Alpha-Kristallstruktur tritt auf, wenn sich Zink  in Kupfer löst und eine feste Lösung mit einheitlicher Zusammensetzung bildet. Solche Messingteile sind weicher und duktiler als ihre Gegenstücke und daher leichter kaltverformt, geschweißt, gewalzt, gezogen, gebogen oder gelötet.
Die häufigste Art von Alpha-Messing enthält 30% Zink und 70% Kupfer. Diese Messinglegierung wird als Messing ’70 / 30 ‚oder‘ Messingpatrone ‚(UNS Alloy C26000) bezeichnet und bietet die ideale Kombination aus Festigkeit und Duktilität zum Kaltziehen. Es hat auch eine höhere Korrosionsbeständigkeit als Messing mit höherem Zinkgehalt. Alpha-Legierungen werden üblicherweise zur Herstellung von Verbindungselementen wie Holzschrauben sowie für Federkontakte in Steckdosen verwendet.

Alpha-Beta-Messing

Alpha-Beta-Messing – auch als „Duplex-Messing“ oder „warmbearbeitendes Messing“ bekannt – enthält zwischen 37 und 45% Zink und besteht sowohl aus der Alpha-Kornstruktur als auch aus einer Beta-Kornstruktur. Beta-Phase-Messing ist dem von reinem Zink atomar ähnlicher. Das Verhältnis von Alpha-Phase zu Beta-Phase-Messing wird durch den Zinkgehalt bestimmt, aber der Einschluss von Legierungselementen wie Aluminium, Silizium oder Zinn kann auch die Menge an Beta-Phase-Messing erhöhen, die in der Legierung vorhanden ist.
Alpha-Beta-Messing ist häufiger als Alpha-Messing, härter und stärker und weist eine geringere Kaltduktilität auf als Alpha-Messing. Alpha-Beta-Messing ist aufgrund des höheren Zinkgehalts billiger, aber anfälliger für Entzinkungskorrosion. 

Alpha-Beta-Messing ist bei Raumtemperatur zwar weniger bearbeitbar als Alpha-Messing, bei hohen Temperaturen jedoch wesentlich besser bearbeitbar. Selbst wenn ein Blei vorhanden ist, um die Bearbeitbarkeit zu verbessern, sind solche Messingteile rissbeständig. Infolgedessen wird Alpha-Beta-Messing normalerweise durch Extrusion, Stanzen oder Druckgießen heiß bearbeitet.

Beta Brasses

Obwohl Beta-Messing viel seltener als Alpha- oder Alpha-Beta-Messing verwendet wird, bilden sie eine dritte Gruppe der Legierung, die einen Zinkgehalt von mehr als 45% enthält. Solche Messingteile bilden einen Beta-Strukturkristall und sind härter und stärker als Alpha- und Alpha-Beta-Messing. Als solche können sie nur heiß bearbeitet oder gegossen werden. Im Gegensatz zur Kategorisierung der Kristallstruktur können wir bei der Identifizierung von Messinglegierungen anhand ihrer Eigenschaften die Auswirkungen des Legierens von Metallen auf Messing berücksichtigen. Zu den allgemeinen Kategorien gehören:

  • Freie Bearbeitung von Messing (3% Blei)
  • Hochfeste Messingteile (Aluminium-, Mangan- und Eiseneinschlüsse)
  • Marinemessing (~ 1% Zinn)
  • Dezincification resistente Messingteile (Arseneinschluss)
  • Messing für die Kaltumformung (70/30 Messing)
  • Messingguss (60/40 Messing)

Die in den USA häufig verwendeten Begriffe „gelbes Messing“ und „rotes Messing“ werden auch verwendet, um bestimmte Arten von Messing zu identifizieren. Rotes Messing bezieht sich auf eine Legierung mit hohem Kupfergehalt (85%), die Zinn (Cu-Zn-Sn) enthält, das auch als Rotguss (C23000) bezeichnet wird, während sich gelbes Messing auf eine Messinglegierung mit einem höheren Zinkgehalt bezieht ( 33% Zink), wodurch das Messing goldgelb erscheint.

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