Allgemein:
- Als Messing bezeichnet man eine Kupferlegierung, die
einen gewissen Zinkanteil aufweist.
- Kupfer gehört zu den Metallen, die
zuerst vom Menschen verarbeitet werden konnten, da es schon bei einer
Temperatur von ca. 1.080°C schmilzt und sich durch die geringe Härte
sehr gut verarbeiten lässt.
- Zink hat einen noch geringeren Schmelzpunkt (420°C) und ist in der
Lage mit Kupfer Mischkristalle zu bilden. Durch die Verbindung von
Kupfer mit Zink entsteht eine Legierung, die härter als Kupfer ist, aber
immer noch über sehr gute Verarbeitungseigenschaften verfügt.
- Der Mensch nutzt diese Legierung seit ca. 5.000 Jahren. Damit zählt
dieser Werkstoff zu einer der ältesten Legierungen überhaupt, eine
Ausnahme stellt nur noch die Bronze dar, die schon seit über 6.000
Jahren in Gebrauch ist. Bronze ist ebenfalls eine Kupferlegierung, der
jedoch statt Zink das Schwermetall Zinn enthält.
- Messing war schon immer ein sehr beliebter Werkstoff, da diese
Legierung durch Variation des Zinkanteils jeweils wunderschöne
Farbnuancen hervorbringt.An dieser Stelle ist jedoch anzumerken, dass eine Abschätzung des Zinkanteiles über die Interpretation der Farbe nicht
möglich ist, da modernen Messinglegierungen noch weitere
Legierungselemente beigefügt werden, die einerseits einen Einfluss auf
Härte und Korrosionsresistenz haben und andererseits aber auch die Farbe
beeinflussen.
- Am häufigsten werden Aluminium, Eisen, Mangan, Nickel und
Silizium hinzu legiert, da so das Messing an die heutigen Bedürfnisse der Industrie angepasst werden kann.
Eigenschaften von Messing:
- Messing ist trotz des hohen Kupferanteils nicht gesundheitsschädlich. Ganz im Gegenteil, Kupfer-Zink-Legierungen wirken bakterizid
und verhindern die Ansiedlung von Bakterienstämmen. Aus diesem Grund
ist der Einsatz von Messingtürklinken und -Griffen zum Beispiel in
öffentlichen Gebäuden und Verkehrsmitteln sehr sinnvoll.
- Im Gegensatz zu Stahllegierungen kann Messing durch
Wärmeeinwirkung nicht gehärtet werden. Messing kann nur verfestigt
werden. Die Verfestigung tritt dann auf, wenn das Material mechanisch,
zum Beispiel durch Kaltumformen, bearbeitet wird. Durch die
Krafteinwirkung wird das Messing nicht verdichtet.
- Moderne Legierungen
enthalten so gut wie keine Luft oder Schlacke und können aus diesem
Grund nicht verdichtet werden. Die Härte entsteht vielmehr durch die
Dehnung des Metallgefüges. Die bei der Umformung entstehenden Spannungen
wirken sich auf die Härte des Materials aus.
- Wird kaltumgeformtes Messing auf 450 – 600°C
erwärmt, kann die erzielte Verfestigung, je nach Zusammensetzung, wieder
aufgehoben werden. Bei dieser Temperatur können sich die Kristalle im
Metallgefüge wieder neu anordnen. Bleibt man in einem Bereich von 300 –
450° können, je nach Temperatur, verschiedenen Härtegrade erreicht
werden. Mit einer Erwärmung auf 250 – 300° kann man Messing so weit
entspannen, dass zumindest keine Spannungsrisskorrosion mehr auftreten
kann.
Werden an eine Kupfer-Zink-Legierung in bezug auf Härte und/oder
Zerspanbarkeit spezielle Anforderungen gestellt, sollte aufgrund der
vorgenannten Materialeigenschaften eine geeignete
Legierungszusammensetzung gewählt werden:
- Wird der Legierung Blei hinzugefügt,
verbessern sich die Eigenschaften für das Zerspanen zunehmend.
- Aluminium
dagegen vermindert die Anfälligkeit für Korrosion und erhöht die
Festigkeit von Messing.