De tre røde metaller sammenlignet
Kobber, messing og bronze er kendt som de røde metaller, fordi de deler en varm rødlig eller gylden tone, men deres sammensætning og egenskaber er ret forskellige. Kobber er et rent elementært metal med en karakteristisk rødlig-brun farve og enestående termisk og elektrisk ledningsevne. Messing er en legering af kobber og zink, lysere og mere gul, med forbedret styrke og formbarhed til dekorativt arbejde, VVS-armaturer og musikinstrumenter. Bronze er primært en legering af kobber og tin, hårdere og mere modstandsdygtig over for korrosion, hvilket gør det til det foretrukne materiale til maritime komponenter, skulpturer og lejer. Sammenligning af de tre viser, hvordan små ændringer i sammensætningen giver meget forskellig ingeniøradfærd.
Kobber: Egenskaber og anvendelser af rent metal
Kobber bruges i en lang række produkter på grund af dets elektriske og termiske ledningsevne, styrke, formbarhed og korrosionsbestandighed. Rør- og rørfittings er almindeligvis lavet af kobber af netop denne grund, og de kan loddes, loddes og svejses med gas-, lysbue- og modstandsmetoder, før de poleres eller poleres til næsten enhver tekstur og glans. Der er flere kvaliteter af ulegeret kobber, der adskiller sig i niveauet af resterende urenheder; oxygenfrie kvaliteter er specificeret, hvor der både er behov for høj ledningsevne og duktilitet.
En af de karakteristiske egenskaber ved kobber er dets evne til at bekæmpe bakterier. Efter omfattende antimikrobielle tests blev 355 kobberlegeringer inklusive mange messing fundet at dræbe mere end 99,9% af bakterierne inden for to timer efter kontakt, og normal anløbning forringede ikke denne effektivitet. Kobber var blandt de tidligste metaller, der blev brugt af mennesker, først til værktøj og udsmykning, og i dag er det mest kendt som elektrisk leder og som rør til vand- og køleanlæg.
Messing: Kobberlegeret med zink
Messing er kobber tilsat zink, og zinkindholdet kan varieres for at give en bred vifte af egenskaber og farver, fra rød til gul. Forøgelse af zink øger både styrke og duktilitet. Når zinkindholdet er mellem 32% og 39%, har legeringen forbedrede varmbearbejdningsegenskaber, mens koldbearbejdning bliver mere begrænset. Over 39% zink, som i Muntz metal, opnår legeringen højere styrke, men mister duktilitet ved stuetemperatur.
Messing er meget brugt til dekorative formål, fordi det minder om guld, og til musikinstrumenter på grund af dets bearbejdelighed og holdbarhed. Tin-messingerne udgør en vigtig undergruppe: admiralitetsmessing, marinemessing og fri-bearbejdningsmessing indeholder alle tin, der hæmmer afzinkning, udvaskning af zink fra legeringen. Disse kvaliteter kombinerer lav følsomhed over for afzinkning med moderat styrke, god atmosfærisk og vandig korrosionsbestandighed og fremragende elektrisk ledningsevne, og de bruges til fastgørelseselementer, marine hardware, skruemaskindele, pumpeaksler og andre korrosionsbestandige-mekaniske produkter.
Bronze: Kobber legeret med tin
Bronze består primært af kobber tilsat andre elementer, oftest tin, selvom arsen, fosfor, aluminium, mangan og silicium også bruges til at opnå specifikke egenskaber. Alle disse tilsætninger producerer en legering betydeligt hårdere end kobber alene. Bronze har en mat guldfarve og viser ofte svage ringe på overfladen, hvilket hjælper med at skelne den fra messing. Det bruges til skulpturer, musikinstrumenter og medaljer og i industrien til bøsninger og lejer, hvor lav metal-på-metalfriktion er en fordel, såvel som i nautiske applikationer, hvor korrosionsbestandighed har betydning.
| Bronze familie | Typiske tilføjelser | Karakteristiske egenskaber |
|---|---|---|
| Fosforbronze (tinbronze) | Tin 0,5-1,0 %, fosfor 0,01-0,35 % | Sejhed, styrke, lav friktion, høj træthedsmodstand, finkornet |
| Aluminium bronze | Aluminium 6-12%, jern 6% max, nikkel 6% max | Høj styrke, fremragende korrosions- og slidbestandighed |
| Silicium bronze | Zink omkring 20 %, silicium omkring 6 % | Høj styrke med korrosionsbestandighed for ventil- og pumpedele |
| Nikkel sølv | Kobber, nikkel og zink | Sølv udseende, moderat styrke, god korrosionsbestandighed |
| Cupronickel | Nikkel 2-30 % | Meget høj korrosionsbestandighed og termisk stabilitet, god i havvand |
I fosforbronzerne øger tinindholdet korrosionsbestandigheden og trækstyrken, mens fosforet øger slidstyrken og stivheden, hvorfor familien optræder i elektriske produkter, bælge, fjedre og skiver. Aluminiumsbronze bruges til marine hardware, bøsningslejer og pumper eller ventiler, der håndterer ætsende væsker. Cupronickel, med sin tolerance over for spændingskorrosionsrevner og over for oxidation i damp eller fugtig luft, bruges til marineudstyr, ventiler, pumper og skibsskrog.
Sådan skelnes bronze fra messing
Sammensætning: bronze er primært kobber og tin, med tin typisk 5-12%, mens messing er kobber og zink med zinkindhold fra under 10% til over 40%.
Farve: bronze har en tendens til en lidt rødlig eller rosa nuance, messing til en mere gullig, selvom farven alene ikke er afgørende.
Tæthed: bronze er generelt tættere, så en genstand af samme størrelse føles tungere.
Magnetisme: Messing er ikke magnetisk, mens nogle bronzelegeringer viser svag magnetisk respons på grund af jern eller andre tilføjelser.
Lyd: slået bronze giver en lavere tone, mere resonans end messing, som lyder højere.
Omkostninger og levetid
Kobber er typisk det dyreste af de tre røde metaller, fordi messing og bronze indeholder en lavere procentdel af kobber, når legeringselementerne er talt med. Bronze er normalt dyrere end messing, blandt andet på grund af den ekstra forarbejdning, legeringen kræver.
Levetiden afhænger af legeringssammensætning, miljø og brug. Messing har god korrosionsbestandighed og holder godt under de fleste forhold, selvom det kan nedbrydes i barske eller korrosive miljøer og nyder godt af vedligeholdelse og beskyttende belægninger. Bronze er stærkt modstandsdygtig over for fugt og korrosion og holder ofte længere end rent kobber og en del messing i våd drift. Kobber i sig selv er meget korrosionsbestandigt i de fleste miljøer, men oxideres gradvist til en grønlig patina. Levetiden er også påvirket af fugt, saltvandseksponering, mekanisk belastning, pH, driftstemperatur, kemikaliekontakt, brugshyppighed, design og installation samt eventuel påført overfladebehandling.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvad er den største forskel mellem messing og bronze?
Messing er kobber legeret med zink, mens bronze er kobber legeret hovedsagelig med tin; denne enkelte forskel forklarer det meste af kontrasten i farve, hårdhed, korrosionsadfærd og anvendelse.
Q: Hvad er dyrere, kobber, messing eller bronze?
Kobber er typisk den dyreste af de tre, fordi det er det rene metal, og bronze er normalt dyrere end messing på grund af den ekstra forarbejdning, dets legeringselementer kræver.
Q: Er messing et metal?
Messing er en metallegering, der tager sine metalliske egenskaber fra kobber som hovedkomponenten, samtidig med at den får ekstra egenskaber fra zink og andre elementer, der er legeret med det.
Q: Hvad er bronze lavet af?
Bronze er en legering af kobber og tin, typisk omkring 88 % kobber og 12 % tin, og den kan også indeholde aluminium, mangan, nikkel eller fosfor for at udvikle særlige egenskaber.
Q: Hvad er forskellen mellem bronze og kobber?
Kobber er et rent metallisk grundstof med symbolet Cu og atomnummer 29, mens bronze er en legering baseret på kobber med tin og andre grundstoffer tilsat for at øge styrke og hårdhed.
Q: Hvilket rødt metal holder længst i ætsende drift?
Sammensætning, miljø og pligt afgør resultatet, men bronze holder generelt mere end rent kobber og noget messing i fugtige eller marine forhold på grund af dets modstandsdygtighed over for korrosion og fugt.
Q: Hvor stor en andel af zink bruges i messing?
Messing indeholder almindeligvis omkring 55% til 95% kobber og 5% til 45% zink, med små tilsætninger såsom bly til bearbejdelighed eller tin for korrosionsbestandighed, hvor anvendelsen kræver det.
