Messing H59

Zugfestigkeit σb (MPa): ≥294
Bruchdehnung δ10 (%): ≥25
Hinweis: Diese Zugwerte gelten für Messingbleche
Probenstärke-Bereich: 0,5 ~ 15 mm
1 Raumtemperaturgefüge von Standardmessing
Standardmessing ist eine binäre Kupfer-Zink-Legierung mit großem Zinkgehaltsbereich, das bei Raumtemperatur unterschiedliche Gefüge ausbildet. Nach dem Cu-Zn-Phasendiagramm unterteilt man Messing nach dem Kaltgefüge in drei Gruppen:
α-Messing: Zinkgehalt unter 35 %, einphasiges α-Mischkristallgefüge bei Raumtemperatur;
(α+β)-Zweiphasenmessing: Zinkgehalt 36–46 %, bei Raumtemperatur gleichzeitig α- und β-Phase vorhanden;
β-Messing: Zinkgehalt 46–50 %, reines β-Phasengefüge bei Raumtemperatur.
2 Plastisches Umformverhalten
Einphasiges α-Messing (Sorten H96 bis H65) hat ausgezeichnete Duktilität und ist sowohl warm als auch kalt umformbar. Beim Warmumformen wie Schmieden tritt jedoch eine Mitteltemperatursprödigkeit auf. Der kritische Sprödigkeitsbereich hängt vom Zinkanteil ab und liegt üblicherweise zwischen 200 °C und 700 °C, daher muss jede Warmumformung oberhalb 700 °C erfolgen.
Zwei Hauptursachen für die Mitteltemperatursprödigkeit bei α-Messing:
Innerhalb der α-Phase entstehen geordnete Verbindungen Cu₃Zn und Cu₉Zn. Bei mittleren und tiefen Temperaturen findet eine geordnete Phasenumwandlung statt, wodurch die Legierung spröde wird.
Spuren von Blei und Wismut bilden niedrigschmelzende Eutektika an den Korngrenzen, die bei mechanischer Belastung während der Warmumformung zu interkristallinem Bruch führen.
Praktische Fertigungsergebnisse belegen, dass geringe Zusätze von Cer diese Sprödigkeit vollständig beseitigen.
Zweiphasenmessing (Sorten H63 bis H59) besteht aus duktiler α-Phase und β-Mischkristall auf Basis der intermetallischen Verbindung CuZn. Die β-Phase ist bei hoher Temperatur sehr duktil, ihre niedertemperaturige geordnete Modifikation β′ dagegen hart und spröde. Aus diesem Grund müssen alle (α+β)-Messingteile warm geschmiedet werden.
β-Messing mit 46–50 % Zink ist von Haus aus hart und spröde und kann keinerlei plastische Umformung unterzogen werden.
3 Gesetzmäßigkeiten der mechanischen Eigenschaften
Der Zinkgehalt beeinflusst die mechanischen Eigenschaften direkt:
Bei α-Messing steigen Zugfestigkeit σb und Bruchdehnung δ gleichzeitig mit steigendem Zinkgehalt;
Bei (α+β)-Zweiphasenmessing wächst die Raumtemperatur-Zugfestigkeit bis ca. 45 % Zink. Bei höherem Zinkanteil bildet sich die spröde γ-Phase (Mischkristall auf Basis Cu₅Zn₈), wodurch die Gesamtfestigkeit stark abfällt. Gleichzeitig sinkt die Kaltduktilität des Zweiphasenmessings kontinuierlich mit steigendem Zinkgehalt. Cu-Zn-Legierungen mit über 45 % Zink besitzen keinen technischen Nutzwert.
Anwendungsbereiche
Standardmessing wird in zahlreichen Industriebereichen eingesetzt: Kühlrippen, Wasserleitungen, Gedenkmedaillen, Faltenbälge, Schläuche, Kondensatorrohre, Gehäuse, komplex gestanzte Teile und kleine Metallbefestigungen.
Die zinkreichen Sorten H63 bis H59 zeichnen sich durch hervorragende Warmumformbarkeit aus und werden massenhaft zu mechanischen und elektrischen Zubehörteilen, Stanzteilen und Musikinstrumentenkomponenten verarbeitet.
Wärmebehandlungsparameter
Warmumformtemperatur: 730～820 °C
Spannungsarmglühtemperatur: 600～670 °C