Messing

Messing fingerbøl ved siden af smeltet zink og kobber. Hovedtræk

Sammensætning	Kobber (flertal) og zink (mindretal)
Anvendelser	Valuta maskinkomponent

Fysiske egenskaber

Krystal system	Kubisk krystal system
Volumenmasse	8.921 kg pr. Kubikmeter, 7.140 kg pr. Kubikmeter

Mekaniske egenskaber

Youngs modul	115 gigapascal, 100 gigapascal, 130 gigapascal
Poisson-koefficient	0,37

Termiske egenskaber

Fusionspunkt	932 grader Celsius
Varmeledningsevne	121 watt pr. Kelvin meter

Den messing er legeringer gul, meget sejt og formbart , hovedsagelig består af kobber og zink , i varierende grad, herunder direkte produktion fra malm passende blev allerede kontrolleret af metallurger før oldtiden. Afhængigt af de målrettede egenskaber kan de i dag indeholde andre tilsætningselementer såsom bly , tin , nikkel , krom og magnesium i meget moderate proportioner.

Historie

Messing har været kendt siden forhistorisk tid og er blevet udviklet og brugt i Afrika såvel som i Kina såvel som i Middelhavsområdet , især fra den antikke periode.

I løbet af I st århundrede f.Kr.. I AD blev messing brugt til valuta i forskellige dele af Lilleasien . Det var senere, at det vil blive brugt i resten af Asien og Europa, hovedsageligt af det romerske imperium med oprettelsen af sesterce messing. I Europa er der fundet nogle stykker, såsom sender-lærer Soulac-sur-Mer , galliske artefakt af I st århundrede f.Kr.. AD Det bruges i Europa siden middelalderen til flere anvendelser.

I Europa blev det masseproduceret i middelalderen til fremstilling af kedler , kedler , ewers og forskellige retter, der konkurrerer med keramiske beholdere. Støberierne i Dinant og Bouvignes i Meuse- dalen (nu Belgien ) producerede det på en næsten industriel måde, hvilket skabte rigdom i disse to byer.

For at begrænse produktionsomkostningerne blev bly stort set erstattet af zink til simple gryder, hvor zink var ret forbeholdt legeringer, der udgjorde prestigefyldte genstande, der blev brugt af aristokratiet og kirken.

Traditionel messinghalskæde, Centralafrika.
Piece messing afghanske Land, XII th århundrede .

Pålydende betegnelser, enkelt messing, aktuelle kategorier af messing, forvirring

Udtrykket messing med varianterne laton (1180), messing (1220) osv. Er attesteret i oldfransk , der almindeligvis findes i slutningen af det XIII th århundrede fx i udgaver Reynard Fox . Ifølge den etymologiske ordbog, der blev offentliggjort under ledelse af Albert Dauzat , lånes udtrykket fra den arabiske lān, der betegner kobber. Denne låntagning synes at være blevet drevet af den middelalderlige latin i midten af iberiske udveksling IX th århundrede til præcist at beskrive et stykke kobber, det arabiske ord sig fra Turco-mongolske Altun , som betyder "kobber" eller "guld rød”.

Verbet "messing" bekræftes senere, for eksempel i 1419 i verbal form latonner i betydningen "at dække med et lag messing" eller i 1467 i form adjektiveret messing , der kvalificerer et jern eller et metal dækket med beskyttende messing eller dekorativt. Omkring 1845 betyder det franske verbs messing enten "at dække med messing" eller "at pynte med messingtråde". Den messing belægning består af et depositum, som regel allerede i slutningen af det XIX th århundrede og begyndelsen af XX th århundrede elektrolytisk med et lag af messing til overfladen af et emne.

Det enkelte kobberlegeme i metal er et ansigt centreret kubisk krystal system , mens zink er kompakt sekskantet . Hvis den overordnede struktur af enfaset kobber skal bevares, må enkle eller binære CuZn-legeringer ikke væreoverstige et Zn-indhold på 35%. Derudover vises en β- eller beta-fase med et centreret kubisk maske , det forklarer den stigende hårdhed, men også den katastrofale skrøbelighed, når en gang på 42 vægtprocent zink er overskredet.

Her er udviklingen af det minimale zinkindhold:

en 5% Zn-legering har en smuk guld- eller gylden farve, den kan bruges i små smykker;
en simpel 10% messing kaldes undertiden "ren zink bronze", det er ofte i praksis billigere end ægte tin bronze og kan erstatte deres anvendelse;
en simpel 15% messing er en legering, der er kendetegnet ved en rød farvetone, det vil sige de "røde messing" fra de gamle;
omkring 30% Zn, en klassisk messing, med en gul eller gul nuance, viser gode mekaniske egenskaber, den kan formes ved koldpresning, for eksempel for at opnå tegnede former eller præget graveringer. Det kan bruges til at fremstille patroner eller beskyttelseskapper til dem.

Der er tre kategorier af messing (hver kategori omfatter egenskaberne hos de foregående):

enkle messinger eller binære legeringer, der allerede er beskrevet: de indeholder kun kobber og zink. Tilsætningen af zink sænker temperaturen af smelte- punkt legeringen såvel som dens elektriske ledningsevne , men øger dens hårdhed og mekanisk styrke;
bly messing (ca. 60% kobber, 40% zink, 1 til 3% bly): bly forbedrer bearbejdeligheden ved at sprede sig i fine kugler, som muliggør bedre fragmentering af chipsene;
specielle messinger: deres formål er at øge de mekaniske egenskaber ved at tilføje legeringselementer ( tin , aluminium , arsen , magnesium , nikkel , jern , silicium osv.); nikkel bruges i mønter eller til plettering af messing på grund af dets modstandsdygtighed mod oxidation og korrosion .

Duktile og formbare messinger kaldes også "gul kobber" af blikkenslagere, der bruger det til almindeligt VVS (rør, rør, fittings, bung osv. ). Afhængigt af deres sammensætning, kan de også kaldes forkert eller praktisk: tombak , archal, florentinsk bronze (eller venetiansk bronze), similor eller pinchbeck. For eksempel er florentinsk bronze (eller venetiansk bronze) lavet af 85% kobber og 15% zink.

Afhængig af sammensætningen udviser messingene derfor en række smidbarhed, duktilitet, korrosionsbestandighed, farve og vedhæftning af patinaer, lakker, metalliske belægninger og / eller tilpasning til overfladebehandlinger. Mange genstande kan laves i messing, men et stort antal belægges derefter med et tyndt lag af mere ædelt metal (sølv, guld, platin osv. ), Sort, hvid eller forskelligt farvet lak (lakeret messing).

Bortset fra messing er der andre forskellige familier af kobberlegeringer, de vigtigste er cuproaluminiums , cupronickels , nikkel sølv (kobber, nikkel og zink) og bronzer, som er legeringer af kobber og tin .

Det bør ikke forveksles med rødt kobber , som f.eks. Udgør loddekolben af galvaniseringsmidler.

Fysiske og kemiske egenskaber

Messing er ikke-magnetiske legeringer . Den atmosfæriske korrosion viser overfladen af messingen, et lag kaldet grøn verdigris på grund af størstedelen af tilstedeværelsen af kobber.

Messing er meget let at bearbejde, men relativt skørt sammenlignet med andre legeringer.

Legeringens fysiske egenskaber afhænger stærkt af dens sammensætning. For eksempel til messing indeholdende 90% kobber og 10% zink , den densitet er 8800 kg · m -3 , den termiske ledningsevne er ca. 121 W · m -1 · K -1 , og smeltetemperaturen er ca. 900 ° C .

Brædderne af de mest almindelige messing har en massefylde på ca. 8,6 til et smeltepunkt er karakteristisk for 940 ° C .

Dens Youngs modul er mellem 100 og 130 GPa . Dens Poissons forhold er 0,37.

Volumenmasse

Her er en tabel over tæthed af simpel messing som en funktion af kobber- og zinkindhold.
Proportionerne er efter masse.

Tætheden af kobber er 8.920 kg / m 3 , zink er 7.140 kg / m 3 .

Densitet af en messing, der kun består af disse to kroppe (kg / m 3 )

% kobber	% zink	${\ displaystyle \ rho _ {\ text {messing}}}$
100	0	8 920
95	5	8 831
90	10	8.742
85	15	8 653
80	20	8.564
70	30	8 386
60	40	8 208

Den klassiske formel:

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {100} {{\ frac {x} {8 \, 920}} + {\ frac {100-x} {7 \, 140}}}}}

(i kg / m 3 ) med x , masseprocenten af kobber

er ikke korrekt, fordi arrangementet af atomer af kobber og zink ændres ved blanding af disse to metaller.

En empirisk formel, der giver gode resultater for kobberforhold op til 40%, er:

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {100} {{\ frac {x} {8 \, 920}} + 0,9 \ cdot {\ frac {100-x} {7 \, 140}} + 10 ^ {- 7} \ cdot (100-x) ^ {2}}}}

(i kg / m 3 ) med x , masseprocentdelen af kobber.

Empiriske formler giver massen af messing som en funktion af massefraktionen af kobber eller massefraktionen af zink, volumenfraktionen af kobber som en funktion af massefraktionen af kobber, volumenfraktionen af zink som en funktion af massefraktionen zink, volumenfraktionen af messing som en funktion af vægtfraktionen af kobber eller zink.

Tætheden af messing (udtrykt i g / cm 3 ) som en funktion af massen fraktion x af kobber er givet ved:

{\ displaystyle \ rho _ {\ text {messing}} = 0,0178 \ cdot x + 7,14}

Tætheden af messing (ig / cm 3 ) som en funktion af massen fraktion x zink er givet ved:

{\ displaystyle \ rho _ {\ text {messing}} = - 0,0178 \ cdot x + 8,92}

Volumenfraktionen (dimensionel) af kobber i messing som en funktion af massefraktionen x af kobber er givet ved:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {Cu}} = 0.1996 \ cdot x ^ {2} +0.8004 \ cdot x-2 \ cdot 10 ^ {- 15}}

Volumenfraktionen af zink i messing som en funktion af massefraktionen x af zink er givet ved:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {Zn}} = - 0.2493 \ cdot x ^ {2} +1.2493 \ cdot x-2 \ cdot 10 ^ {- 15}}

Volumenfraktionen af messing som en funktion af massefraktionen x af kobber eller zink er givet ved:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {messing}} = - 0,0497 \ cdot x ^ {2} +0,0497 \ cdot x + 1}

Anvendelser

Messing er den mest udbredte af kobberlegeringer . Det er en af de vigtigste legeringer, der anvendes af stangdrejningsindustrien (fremstilling af små drejede dele i meget store serier). Messing bruges til at fremstille rør og støber, støberedele, mekaniske dele som gear, bolte, ventiler, låsesmede, hardware, ceremonielle dele, præcisionsinstrumenter, ure, dekorative elementer til møbler, musikinstrumenter, kvalitetsfotolinser, dekorative messingredskaber , etc. Det bruges også i visse dele, der udsættes for slitage eller stød (hætte, sål) af kameraer. Messing kan også bruges som beskyttende eller dekorative lag.

Her er nogle specifikke eksempler på anvendelser:

i papirvarer til prægning af bronze-lærred, der vil blive brugt til at danne vandmærkerne i papiret;
til fremstilling af ærmer skydevåben ( skaller , kugler , kasser );
i dekoration bruges messinglaminater (plader) til gravering og guillocheret. Lakerede bliver de for eksempel pladerne på lægernes døre;
brugt til fremstilling af mønter ( stykke på 10 franc );
som grundlag for fremstilling af formhukommelseslegeringer ;
ved fremstilling af værktøj til miner og gasventiler, fordi dette metal producerer lidt eller ingen gnister.
smykkefremstilling

Nogle anvendelser
En messinglampe.
Messingammunitionssager.
Messing tip.
Jules Verne-medalje i messing.

Noter og referencer

D. Bourgarit og N. Thomas, " Messing produceret i masse i middelalderen ", La Recherche , nr . 468,1 st oktober 2012, s. 62 ( læst online , hørt 2. juni 2014 ) (se arkiv).
" Messing " , Etna-mint.fr,24. november 2008.
Messingen beskrevet af TLF .
Det er stadig de to vigtigste definitioner, der er foreslået af Larousse af XX th århundrede . Den første proposition eller betydning er "at udføre messingen".
Kobberzink fasediagram (initiering med diagram i slutningen) [PDF] . I praksis kan den erfarne metallurg ved at spille på termisk styring af strukturer opnå tofaset messing op til 46 masseprocent zink.
Henri Charlent, VVS-traktaten , Dunod-teknik, 1984, 884 s. ( ISBN 978-2-10-003861-9 ) . Især s. 48 .
" Alt om messing " , Laiton.eu,6. maj 2013.
Henri Charlent, VVS-traktaten , ibidem, s. 48 .

Tillæg

Bibliografi

Jacques Toussaint (dir.), Art of messing, messingware , Archaeological Society of Namur, 2005, 392 s.

eksterne links

“ Document sur les brasses ” [PDF] , Copperalliance.fr (adgang til 8. december 2016 ) .