CNC-Bearbeitung aus Messing H59

H59-Messing ist das kostengünstigste Messing. Es besitzt hohe Festigkeit und Härte sowie gute Plastizität und lässt sich im Warmzustand sehr gut druckumformen. Die allgemeine Korrosionsbeständigkeit ist solide, und die übrigen Eigenschaften ähneln stark denen von H62.

Mechanische Eigenschaften

Zugfestigkeit (σᵦ) : ≥294 MPa

Bruchdehnung δ₁₀: ≥25 %

Hinweis: Zugmechanische Kennwerte für Bleche

Probenabmessung: Dicke 0,5 – 15 mm

(1) Raumtemperatur-Gefüge

Gewöhnliches Messing ist eine Kupfer-Zink-Zweistofflegierung. Da der Zinkgehalt stark variieren kann, unterscheidet sich auch das Gefüge bei Raumtemperatur deutlich. Aus dem Cu-Zn-Zustandsdiagramm ergeben sich drei typische Gefügebereiche:

• Bei einem Zinkgehalt unter 35 % besteht das Gefüge bei Raumtemperatur aus einer einphasigen α-Festlösung. Diese Legierungen werden als α-Messing bezeichnet.
• Bei einem Zinkgehalt von ca. 36 % bis 46 % besteht das Gefüge aus zwei Phasen (α + β) und wird als (α+β)-Messing bzw. Zweiphasenmessing bezeichnet.
• Bei einem Zinkgehalt von mehr als 46 % bis etwa 50 % liegt bei Raumtemperatur nahezu ausschließlich die β-Phase vor. Diese Legierungen werden als β-Messing bezeichnet.

(2) Verformbarkeit / Druckumformung

α-einphasige Messinge (H96 bis H65)

• Sehr gute Plastizität
• Eignen sich für Warm- und Kaltumformung
• Neigen jedoch zu sprödem Verhalten im mittleren Temperaturbereich während Warmumformprozessen wie Schmieden. Dieser spröde Bereich hängt vom Zinkgehalt ab und liegt typischerweise zwischen 200 °C und 700 °C.
• Deshalb sollte die Warmumformtemperatur über 700 °C liegen.

Die sogenannte „Mitteltemperatur-Sprödigkeit“ von α-Messing ist hauptsächlich auf geordnete intermetallische Phasen (Cu₃Zn und Cu₉Zn) innerhalb der α-Phase zurückzuführen, die bei niedrigen bis mittleren Temperaturen entstehen und die Legierung verspröden. Außerdem können Spuren von Blei und Wismut mit Kupfer niedrig schmelzende Eutektika entlang der Korngrenzen bilden, was zu interkristallinem Bruch bei Warmbearbeitung führen kann. In der Praxis zeigt sich, dass geringe Mengen Cer die Mitteltemperatur-Sprödigkeit deutlich reduzieren können.

Zweiphasige Messinge (H63 bis H59)

• Diese Legierungen enthalten eine gut verformbare α-Phase sowie eine β-Festlösung auf Basis der intermetallischen Verbindung CuZn.
• Die β-Phase weist bei hohen Temperaturen gute Plastizität auf, die geordnete β’-Phase (bei niedrigen Temperaturen) ist jedoch hart und spröde.
• Daraus folgt: (α+β)-Messing sollte warm umgeformt werden (Schmieden im Warmzustand).

β-Messing (>46–50 % Zink)

• Hart und spröde
• Nicht für Druckumformung geeignet.

(3) Mechanische Eigenschaften in Abhängigkeit vom Zinkgehalt

• Für α-Messing gilt: Mit steigendem Zinkgehalt nehmen sowohl die Zugfestigkeit σᵦ als auch die Dehnung δ zu.
• Für (α+β)-Messing: Die Raumtemperatur-Festigkeit steigt mit dem Zinkgehalt bis etwa 45 %. Wenn der Zinkgehalt weiter erhöht wird, sinkt die Festigkeit stark ab. Grund: Es bildet sich mehr von der spröden γ-Phase (basierend auf der Verbindung Cu₅Zn₈).
• Die Raumtemperatur-Plastizität von (α+β)-Messing nimmt mit steigendem Zinkgehalt kontinuierlich ab.
• Daher haben Kupfer-Zink-Legierungen mit über ~45 % Zinkgehalt in der Praxis kaum wirtschaftlichen Nutzen.

Anwendungen

Gewöhnliches Messing hat ein sehr breites Einsatzspektrum, z. B.:

• Kühlerbänder / Kühlsysteme
• Zu- und Abwasserleitungen
• Abzeichen, Faltenbälge, Rohrschlangen, Kondensatorrohre
• Hülsen
• Stanzteile mit komplexen Geometrien
• Kleine Beschlagteile und Verbindungselemente

Mit steigendem Zinkgehalt von H63 bis H59 eignen sich diese Legierungen besonders gut für die Warmumformung. Sie werden häufig verwendet für:

• Maschinenteile
• Elektrotechnische Komponenten
• Stanzteile
• Teile für Musikinstrumente

Wärmebehandlung

Warmumformtemperatur: 730 – 820 °C

Glühtemperatur (Weichglühen): 600 – 670 °C