Месинг
Месинг (нем. Messing) је легура бакра и цинка. У зависности од њихове размере, својства месинга се мењају у веома великом распону.[1][2][3] Месинг се користи у електротехници, као конструктивни и украсни материјал, нпр. за израду музичких инструмената. Најчешће је жуте боје. Црвенкаста боја бакра губи се са повећањем процента цинка у легури. Има већу чврстину од бакра, реагује на атмосферске утицаје.[4] Примењује се у изради лимова, цеви и жица.
,_c._1500,_The_Cloisters.jpg)
Месинг је сличан бронзи, још једној легури која садржи бакар која користи калај уместо цинка.[5] Бронза и месинг такође могу да садрже мале пропорције низа других елемената укључујући арсен, олово, фосфор, алуминијум, манган и силицијум. Историјски гледано, разлика између ове две легуре била је мање доследна и јасна,[6] а модерна пракса у музејима и археологији све више избегава оба термина за историјске објекте у корист општијег „легуре бакра“.[7]
Месинг је дуго био популаран материјал за декорацију због свог сјајног изгледа попут злата; користи се за ручке фиока и кваке. Такође је нашироко коришћен за прављење посуђа због својстава као што су ниска тачка топљења, висока обрадивост (како са ручним алатима тако и са савременим машинама за стругање и глодање), издржљивост и електрична и топлотна проводљивост.
Месинг се и даље често користи у апликацијама где је потребна отпорност на корозију и ниско трење, као што су браве, шарке, зупчаници, лежајеви, кућишта за муницију, рајсфершлуси, водовод, спојнице за црева, вентили и електрични утикачи и утичнице. У великој мери се користи за музичке инструменте као што су рогови и звона, а такође се користи као замена за бакар у изради бижутерије, модног накита и друге имитације накита. Састав месинга, углавном 66% бакра и 34% цинка, чини га повољном заменом за накит на бази бакра, јер показује већу отпорност на корозију. Месинг се често користи у ситуацијама у којима је важно да не дође до варничења, као што су делови и алати који се користе у близини запаљивих или експлозивних материјала.[8]
Особине
Месинг је савитљивији од бронзе или цинка. Релативно ниска тачка топљења месинга (900—940 °C, 1.650—1.720 °F, у зависности од састава) и његове карактеристике течења чине га релативно лаким материјалом за ливење. Променом пропорција бакра и цинка, својства месинга се могу променити, омогућавајући тврде и меке месинге. Густина месинга је 8,4 до 8,73 g/cm3.[9]
Данас се скоро 90% свих легура месинга рециклира.[10] Пошто месинг није феромагнетичан, може се одвојити од отпада гвожђа пролазом отпада близу снажног магнета. Метални отпад се сакупља и транспортује у ливницу, где се топи и прерађује у гредице. Гредице се загревају и екструдирају у жељени облик и величину. Општа мекоћа месинга значи да се често може машински обрађивати без употребе течности за сечење, мада постоје изузеци.[11]
Алуминијум чини месинг јачим и отпорнијим на корозију. Алуминијум такође узрокује стварање веома корисног тврдог слоја алуминијум оксида (Al2O3) на површини која је танка, провидна и самозалечујућа. Калај има сличан ефекат и налази своју примену посебно у апликацијама за морску воду (поморски месинг). Комбинације гвожђа, алуминијума, силицијума и мангана чине месинг отпорним на хабање.[12] Посебно, додавање само 1% гвожђа легури месинга резултира легуром са приметном магнетном привлачношћу.[13]
Месинг ће кородирати у присуству влаге, хлорида, ацетата, амонијака и одређених киселина. Ово се често дешава када бакар реагује са сумпором да би се формирао смеђи и на крају црни површински слој бакар сулфида који, ако је редовно изложен слабо киселој води, као што је градска кишница, може да оксидира на ваздуху да формира патину зелено-плавог бакар сулфата. У зависности од тога како је формиран слој сулфида/сулфата, овај слој може заштитити месинг од даљег оштећења.[14]
Иако бакар и цинк имају велику разлику у електричном потенцијалу, резултујућа легура месинга не доживљава интернализовану галванску корозију због одсуства корозивног окружења у смеши. Међутим, ако се месинг стави у контакт са племенитијим металом као што је сребро или злато у таквом окружењу, месинг ће галвански кородирати; обрнуто, ако је месинг у контакту са мање племенитим металом као што су цинк или гвожђе, мање племенити метал ће кородирати и месинг ће бити заштићен.
Садржај олова
Да би се побољшала обрадивост месинга, олово се често додаје у концентрацијама од око 2%. Пошто олово има нижу тачку топљења од осталих састојака месинга, оно има тенденцију да мигрира према границама зрна у облику глобула док се хлади од ливења. Узорак који глобуле формирају на површини месинга повећава доступну површину олова што заузврат утиче на степен испирања. Поред тога, операције резања могу размазати оловне куглице по површини. Ови ефекти могу довести до значајног испирања олова из месинга са релативно ниским садржајем олова.[15]
У октобру 1999. године, државни тужилац Калифорније је тужио 13 кључних произвођача и дистрибутера због садржаја олова. У лабораторијским тестовима, државни истраживачи су открили да је просечан кључ од месинга, нови или стари, премашио границе Калифорнијског предлога 65 у просеку за фактор 19, под претпоставком да се рукује два пута дневно.[16] У априлу 2001. произвођачи су се сложили да смање садржај олова на 1,5%, или да се суоче са захтевом да упозоре потрошаче на садржај олова. На кључеве превучене другим металима не утиче таложење, и могу наставити да се користе легуре месинга са већим процентом садржаја олова.[17][18]
Такође у Калифорнији, безоловни материјали морају се користити за „сваку компоненту која долази у контакт са навлаженом површином цеви и цевних спојница, водоводних арматура и уређаја“. Дана 1. јануара 2010. максимална количина олова у „безоловном месингу“ у Калифорнији смањена је са 4% на 0,25% олова.[19][20]
Месинг отпоран на корозију за тешка окружења
Дезинфекционо-отпорни месинзи (DZR или DR), који се понекад називају и CR (отпорни на корозију), користе се тамо где постоји велики ризик од корозије и где нормални месинзи не испуњавају захтеве. Примене са високим температурама воде, присутним хлоридима или одступајућим квалитетом воде (мека вода) играју улогу. DZR-месинг је одличан у системима котлова за воду. Ова легура месинга се мора производити са великом пажњом, са нагласком на избалансираној композицији и одговарајућим производним температурама и параметрима како би се избегли дугорочни кварови.[21][22]
Пример DZR месинга је месинг C352, са око 30% цинка, 61–63% бакра, 1,7–2,8% олова и 0,02–0,15% арсена. Олово и арсен значајно потискују губитак цинка.[23]
„Црвени месинг”, породица легура са високим уделом бакра и генерално мањe од 15% цинка, отпорнијa je на губитак цинка. Један од метала који се назива „црвени месинг” садржи 85% бакра, 5% калаја, 5% олова и 5% цинка. Легура бакра C23000, која је такође позната као „црвени месинг“, садржи 84–86% бакра, по 0,05% гвожђа и олова, а остатак је цинк.[24]
Још један такав материјал је ганметал, из породице црвених месинга. Легуре металних метала садрже отприлике 88% бакра, 8-10% калаја и 2-4% цинка. Олово се може додати ради лакше обраде или за легуре лежајева.[25]
„Морнарички месинг”, за употребу у морској води, садржи 40% цинка, али и 1% калаја. Додатак калаја потискује испирање цинка.[26]
NSF International захтева да месинг са више од 15% цинка, који се користи у цевоводима и водоводним инсталацијама, буде отпоран на дезинфикацију.[27]
