Mesing

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Mesingani astrolab
Mesingana govornica sa orlom. Ovo delo je pripisano Aert van Trihtu, Limburg (Holandija), oko 1500.

Mesing (nem. Messing) je legura bakra i cinka. U zavisnosti od njihove razmere, svojstva mesinga se menjaju u veoma velikom rasponu.[1][2][3] Mesing se koristi u elektrotehnici, kao konstruktivni i ukrasni materijal, npr. za izradu muzičkih instrumenata. Najčešće je žute boje. Crvenkasta boja bakra gubi se sa povećanjem procenta cinka u leguri. Ima veću čvrstinu od bakra, reaguje na atmosferske uticaje.[4] Primenjuje se u izradi limova, cevi i žica.

Mesing je sličan bronzi, još jednoj leguri koja sadrži bakar koja koristi kalaj umesto cinka.[5] Bronza i mesing takođe mogu da sadrže male proporcije niza drugih elemenata uključujući arsen, olovo, fosfor, aluminijum, mangan i silicijum. Istorijski gledano, razlika između ove dve legure bila je manje dosledna i jasna,[6] a moderna praksa u muzejima i arheologiji sve više izbegava oba termina za istorijske objekte u korist opštijeg „legure bakra“.[7]

Mesing je dugo bio popularan materijal za dekoraciju zbog svog sjajnog izgleda poput zlata; koristi se za ručke fioka i kvake. Takođe je naširoko korišćen za pravljenje posuđa zbog svojstava kao što su niska tačka topljenja, visoka obradivost (kako sa ručnim alatima tako i sa savremenim mašinama za struganje i glodanje), izdržljivost i električna i toplotna provodljivost.

Mesing se i dalje često koristi u aplikacijama gde je potrebna otpornost na koroziju i nisko trenje, kao što su brave, šarke, zupčanici, ležajevi, kućišta za municiju, rajsferšlusi, vodovod, spojnice za creva, ventili i električni utikači i utičnice. U velikoj meri se koristi za muzičke instrumente kao što su rogovi i zvona, a takođe se koristi kao zamena za bakar u izradi bižuterije, modnog nakita i druge imitacije nakita. Sastav mesinga, uglavnom 66% bakra i 34% cinka, čini ga povoljnom zamenom za nakit na bazi bakra, jer pokazuje veću otpornost na koroziju. Mesing se često koristi u situacijama u kojima je važno da ne dođe do varničenja, kao što su delovi i alati koji se koriste u blizini zapaljivih ili eksplozivnih materijala.[8]

Osobine[uredi | uredi izvor]

Mesingana kocka sa uzorcima cinka i bakra
Luster iz Takovskog dvorca, mesing, kobalt, livenje, kovanje, graviranje, visina 40 cm, prečnik 43,5 cm, Beč, kraj 19. veka
Mikrostruktura valjanog i žarenog mesinga (400× uvećanje)

Mesing je savitljiviji od bronze ili cinka. Relativno niska tačka topljenja mesinga (900—940 °C, 1.650—1.720 °F, u zavisnosti od sastava) i njegove karakteristike tečenja čine ga relativno lakim materijalom za livenje. Promenom proporcija bakra i cinka, svojstva mesinga se mogu promeniti, omogućavajući tvrde i meke mesinge. Gustina mesinga je 8,4 do 8,73 g/cm3.[9]

Danas se skoro 90% svih legura mesinga reciklira.[10] Pošto mesing nije feromagnetičan, može se odvojiti od otpada gvožđa prolazom otpada blizu snažnog magneta. Metalni otpad se sakuplja i transportuje u livnicu, gde se topi i prerađuje u gredice. Gredice se zagrevaju i ekstrudiraju u željeni oblik i veličinu. Opšta mekoća mesinga znači da se često može mašinski obrađivati bez upotrebe tečnosti za sečenje, mada postoje izuzeci.[11]

Aluminijum čini mesing jačim i otpornijim na koroziju. Aluminijum takođe uzrokuje stvaranje veoma korisnog tvrdog sloja aluminijum oksida (Al2O3) na površini koja je tanka, providna i samozalečujuća. Kalaj ima sličan efekat i nalazi svoju primenu posebno u aplikacijama za morsku vodu (pomorski mesing). Kombinacije gvožđa, aluminijuma, silicijuma i mangana čine mesing otpornim na habanje.[12] Posebno, dodavanje samo 1% gvožđa leguri mesinga rezultira legurom sa primetnom magnetnom privlačnošću.[13]

Binarni fazni dijagram

Mesing će korodirati u prisustvu vlage, hlorida, acetata, amonijaka i određenih kiselina. Ovo se često dešava kada bakar reaguje sa sumporom da bi se formirao smeđi i na kraju crni površinski sloj bakar sulfida koji, ako je redovno izložen slabo kiseloj vodi, kao što je gradska kišnica, može da oksidira na vazduhu da formira patinu zeleno-plavog bakar sulfata. U zavisnosti od toga kako je formiran sloj sulfida/sulfata, ovaj sloj može zaštititi mesing od daljeg oštećenja.[14]

Iako bakar i cink imaju veliku razliku u električnom potencijalu, rezultujuća legura mesinga ne doživljava internalizovanu galvansku koroziju zbog odsustva korozivnog okruženja u smeši. Međutim, ako se mesing stavi u kontakt sa plemenitijim metalom kao što je srebro ili zlato u takvom okruženju, mesing će galvanski korodirati; obrnuto, ako je mesing u kontaktu sa manje plemenitim metalom kao što su cink ili gvožđe, manje plemeniti metal će korodirati i mesing će biti zaštićen.

Sadržaj olova[uredi | uredi izvor]

Da bi se poboljšala obradivost mesinga, olovo se često dodaje u koncentracijama od oko 2%. Pošto olovo ima nižu tačku topljenja od ostalih sastojaka mesinga, ono ima tendenciju da migrira prema granicama zrna u obliku globula dok se hladi od livenja. Uzorak koji globule formiraju na površini mesinga povećava dostupnu površinu olova što zauzvrat utiče na stepen ispiranja. Pored toga, operacije rezanja mogu razmazati olovne kuglice po površini. Ovi efekti mogu dovesti do značajnog ispiranja olova iz mesinga sa relativno niskim sadržajem olova.[15]

U oktobru 1999. godine, državni tužilac Kalifornije je tužio 13 ključnih proizvođača i distributera zbog sadržaja olova. U laboratorijskim testovima, državni istraživači su otkrili da je prosečan ključ od mesinga, novi ili stari, premašio granice Kalifornijskog predloga 65 u proseku za faktor 19, pod pretpostavkom da se rukuje dva puta dnevno.[16] U aprilu 2001. proizvođači su se složili da smanje sadržaj olova na 1,5%, ili da se suoče sa zahtevom da upozore potrošače na sadržaj olova. Na ključeve prevučene drugim metalima ne utiče taloženje, i mogu nastaviti da se koriste legure mesinga sa većim procentom sadržaja olova.[17][18]

Takođe u Kaliforniji, bezolovni materijali moraju se koristiti za „svaku komponentu koja dolazi u kontakt sa navlaženom površinom cevi i cevnih spojnica, vodovodnih armatura i uređaja“. Dana 1. januara 2010. maksimalna količina olova u „bezolovnom mesingu“ u Kaliforniji smanjena je sa 4% na 0,25% olova.[19][20]

Mesing otporan na koroziju za teška okruženja[uredi | uredi izvor]

Mesingani ventil za uzorkovanje sa ručkom od nerđajućeg čelika

Dezinfekciono-otporni mesinzi (DZR ili DR), koji se ponekad nazivaju i CR (otporni na koroziju), koriste se tamo gde postoji veliki rizik od korozije i gde normalni mesinzi ne ispunjavaju zahteve. Primene sa visokim temperaturama vode, prisutnim hloridima ili odstupajućim kvalitetom vode (meka voda) igraju ulogu. DZR-mesing je odličan u sistemima kotlova za vodu. Ova legura mesinga se mora proizvoditi sa velikom pažnjom, sa naglaskom na izbalansiranoj kompoziciji i odgovarajućim proizvodnim temperaturama i parametrima kako bi se izbegli dugoročni kvarovi.[21][22]

Primer DZR mesinga je mesing C352, sa oko 30% cinka, 61–63% bakra, 1,7–2,8% olova i 0,02–0,15% arsena. Olovo i arsen značajno potiskuju gubitak cinka.[23]

„Crveni mesing”, porodica legura sa visokim udelom bakra i generalno manje od 15% cinka, otpornija je na gubitak cinka. Jedan od metala koji se naziva „crveni mesing” sadrži 85% bakra, 5% kalaja, 5% olova i 5% cinka. Legura bakra C23000, koja je takođe poznata kao „crveni mesing“, sadrži 84–86% bakra, po 0,05% gvožđa i olova, a ostatak je cink.[24]

Još jedan takav materijal je ganmetal, iz porodice crvenih mesinga. Legure metalnih metala sadrže otprilike 88% bakra, 8-10% kalaja i 2-4% cinka. Olovo se može dodati radi lakše obrade ili za legure ležajeva.[25]

„Mornarički mesing”, za upotrebu u morskoj vodi, sadrži 40% cinka, ali i 1% kalaja. Dodatak kalaja potiskuje ispiranje cinka.[26]

NSF International zahteva da mesing sa više od 15% cinka, koji se koristi u cevovodima i vodovodnim instalacijama, bude otporan na dezinfikaciju.[27]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Engineering Designer 30(3): 6-9, May–June 2004
  2. ^ Machinery Handbook, Industrial Press Inc, New York, Edition 24, pp. 501
  3. ^ Bearings and bearing metals. The Industrial Press. 1921. str. 29—. 
  4. ^ Walker, Roger. „Mass, Weight, Density or Specific Gravity of Different Metals”. Density of Materials. United Kingdom: SImetric.co.uk. Pristupljeno 09. 01. 2009. „brass – casting, 8400–8700... brass – rolled and drawn, 8430–8730” 
  5. ^ Machinery Handbook, Industrial Press Inc, New York, Edition 24, p. 501
  6. ^ Bearings and bearing metals. The Industrial Press. 1921. str. 29. 
  7. ^ „copper alloy (Scope note)”. British Museum. „The term copper alloy should be searched for full retrievals on objects made of bronze or brass. This is because bronze and brass have at times been used interchangeably in the old documentation, and copper alloy is the Broad Term of both. In addition, the public may refer to certain collections by their popular name, such as 'The Benin Bronzes' most of which are actually made of brass” 
  8. ^ "OSH Answers: Non-sparking tools". Canadian Centre for Occupational Health and Safety (2 June 2011). Retrieved on 9 December 2011.
  9. ^ Walker, Roger. „Mass, Weight, Density or Specific Gravity of Different Metals”. Density of Materials. United Kingdom: SImetric.co.uk. Pristupljeno 9. 1. 2009. „brass – casting, 8400–8700... brass – rolled and drawn, 8430–8730” 
  10. ^ M. F. Ashby; Kara Johnson (2002). Materials and design: the art and science of material selection in product designNeophodna slobodna registracija. Butterworth-Heinemann. str. 223. ISBN 978-0-7506-5554-5. Pristupljeno 12. 5. 2011. 
  11. ^ Frederick James Camm (1949). Newnes Engineer's Reference Book. George Newnes. str. 594. 
  12. ^ Copper Development Association. „Pub 117 The Brasses – Properties & Applications” (PDF). Arhivirano iz originala (PDF) 30. 10. 2012. g. Pristupljeno 9. 5. 2012. 
  13. ^ „Is Brass Magnetic? What Is Magnetic Brass?”. Scrap Metal Junkie (na jeziku: engleski). 1. 1. 2020. Arhivirano iz originala 22. 12. 2021. g. Pristupljeno 19. 1. 2020. 
  14. ^ Metals in America's Historic Buildings: Uses and Preservation Treatments. U.S. Department of the Interior, Heritage Conservation and Recreation Service, Technical Preservation Services. 1980. str. 119. 
  15. ^ Stagnation Time, Composition, pH, and Orthophosphate Effects on Metal Leaching from Brass. Washington DC: United States Environmental Protection Agency. septembar 1996. str. 7. EPA/600/R-96/103. 
  16. ^ News & Alerts – California Dept. of Justice – Office of the Attorney General. 12 October 1999. Arhivirano 26 oktobar 2008 na sajtu Wayback Machine,
  17. ^ News & Alerts – California Dept. of Justice – Office of the Attorney General. 27 April 2001. Arhivirano 2008-10-26 na sajtu Wayback Machine
  18. ^ San Francisco Superior Court, People v. Ilco Unican Corp., et al. (No. 307102) and Mateel Environmental Justice Foundation v. Ilco Unican Corp., et al. (No. 305765)
  19. ^ AB 1953 Assembly Bill – Bill Analysis Arhivirano 25 septembar 2009 na sajtu Wayback Machine. Info.sen.ca.gov. Retrieved on 9 December 2011.
  20. ^ Requirements for Low Lead Plumbing Products in California Arhivirano 2 oktobar 2009 na sajtu Wayback Machine, Fact Sheet, Department of Toxic Substances Control, State of California, February 2009
  21. ^ „Corrosion-Resistant (DZR or CR) Brass For Harsh Environments”. RuB Inc. 2016-05-24. Pristupljeno 2020-05-26. 
  22. ^ „Brass”. Ocean Footprint. Pristupljeno 2020-05-26. 
  23. ^ „Specifications” (PDF). Metal Alloys Corporation. Pristupljeno 2021-01-06. 
  24. ^ „Red Brass/Gunmetals”. Copper.org. Pristupljeno 2020-05-26. 
  25. ^ „Gunmetal | metallurgy”. Encyclopedia Britannica. Pristupljeno 2020-05-26. 
  26. ^ „What is Naval Brass?”. National Bronze Manufacturing. 2013-05-17. Pristupljeno 2020-05-26. 
  27. ^ Bell, Terence. „Here's Why Alloys Can Change the Properties of Brass”. ThoughtCo. Pristupljeno 28. 1. 2021. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

  • Bayley, J. (1990) "The Production of Brass in Antiquity with Particular Reference to Roman Britain" in Craddock, P.T. (ed.) 2000 Years of Zinc and Brass London: British Museum
  • Craddock, P.T. and Eckstein, K (2003) "Production of Brass in Antiquity by Direct Reduction" in Craddock, P.T. and Lang, J. (eds) Mining and Metal Production Through the Ages London: British Museum
  • Day, J. (1990) "Brass and Zinc in Europe from the Middle Ages until the 19th Century" in Craddock, P.T. (ed.) 2000 Years of Zinc and Brass London: British Museum
  • Day, J (1991) "Copper, Zinc and Brass Production" in Day, J and Tylecote, R.F (eds) The Industrial Revolution in Metals London: The Institute of Metals
  • Martinon Torres, M. & Rehren, T. (2002). „Ceramic materials in fire assay practices: a case study of 16th-century laboratory equipment”. Historical Metallurgy. 36 (2): 95—111. 
  • Rehren, T. and Martinon Torres, M. (2008) "Naturam ars imitate: European brassmaking between craft and science" in Martinon-Torres, M and Rehren, T. (eds) Archaeology, History and Science Integrating Approaches to Ancient Material: Left Coast Press

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Mesing na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Месинг&oldid=27553284”