Никель первичный (primary nickel) предназначенный для выплавки легированных, жаропрочных, коррозионностойких сталей и цветных сплавов в металлургии и литейном производстве, производят 7-ми марок: Н-0, Н-1Ау, Н-1у, Н-1, Н-2, Н-3, Н-4 с содержанием Ni от 99,99 до 97,6%, который поставляют в виде листов, пластин, слитков и гранул.
Содержание никеля в земной коре составляет 8·10-3%. Известно более 100 минералов содержащих никель, из которых наибольший интерес представляют: миллерит, пентландит (железоникелевый колчедан) (Fe, Ni)9S8; никелин NiAs; аннаберчит Ni3(AsO4)2·8H2O; ревдинскит (Ni, Mg)6·(Si4O10)(OH)8; гарниерит Ni4(Si4O10)(OH)8. Самородный никель (в сплаве с железом) часто встречается в составе метеоритов. Промышленную добычу никеля осуществляют из сульфидных и силикатных (окисленных) руд.
Характеристика элемента
Никель химический элемент VIII группы периодической системы элементов — тяжелый цветной металл, с высокой температурой плавления, серебристо-белого цвета. Имеет кубическую гранецентрированную решетку (без полиморфных превращений). Характеризуется довольно высокими механическими свойствами. Обладает ферромагнитными свойствами, с точкой Кюри при 358°C. Отличается высокой коррозионной стойкостью в атмосфере, пресной и морской воде. Физические свойства сведены в табл. 1.
Таблица 1: Физические свойства никеля
| Свойство | Величина |
| Атомный номер | 28 |
| Атомная масса | 58,70 |
| Плотность при 20°C, г/см3 | 8,907 |
| Температура плавления, °C | 1455 |
| Температура кипения, °C | 2900 |
| Атомный диаметр, нм | 0,249 |
| Скрытая теплота плавления, Дж/г | 306 |
| Скрытая теплота испарения, кДж/г | 6,08 |
| Удельная теплоемкость при 20°C, кДж/(кг·°C) | 0,445 |
| Удельная теплопроводность при 20°C, Вт/(м·К) | 59,5 |
| Коэффициент линейного термического расширения при 25°C, 106 К-1 | 13,7 |
| Удельное электросопротивление при 20°C, Ом·см·106 | 8,70 |
| Предел прочности при растяжении, кгс/мм2 | 40-50 |
| Предел упругости, кгс/мм2 | 8 |
| Предел текучести, кгс/мм2 | 12 |
| Относительное удлинение, % в литом состоянии |
35-45 10-30 |
| Относительное сужение, % | 70 |
| Твердость по Бринеллю, НБ | 60-80 |
| Ударная вязкость, кгс·м/мм2 | 18 |
| Модуль нормальной упругости, кгс/мм2 | 20500 |
| Модуль сдвига, кгс/мм2 | 7300 |
| Предел усталости на базе 107 циклов отожженного никеля, кгс/мм2 деформированного никеля |
16,6 29 |
Стандарты
Производство никеля первичного в Украине регламентируется ГОСТ 849-2008 «Никель первичный. Технические условия».
Марки
В зависимости от химического состава ГОСТ 804-93 предусматривает следующие марки первичного магния: Мг80, Мг90, Мг95, Мг 98, где Мг означает — магний, а цифры отражают минимально допустимое содержание магния в процентах после запятой, к примеру Мг95, означает — магний первичный с содержанием магния 99,80%.
Химический состав
Химический состав первичного никеля должен удовлетворять требованиям ГОСТ 849-2008, приведенным в табл. 2.
Таблица 2: Марки и химический состав никеля первичного по ГОСТ 849-2008
| Марка | Массовая доля элемента, % | ||||||||
| Ni и Co в сумме, не менее | В т.ч. Co, не более | Примеси, не более | |||||||
| C | Mg | Al | Si | P | S | Mn | |||
| Н-0 | 99,99 | 0,005 | 0,005 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| Н-1Ау | 99,95 | 0,10 | 0,01 | 0,001 | — | 0,002 | 0,001 | 0,001 | — |
| Н-1у | 99,95 | 0,10 | 0,01 | 0,001 | — | 0,002 | 0,001 | 0,001 | — |
| Н-1 | 99,93 | 0,10 | 0,01 | 0,001 | — | 0,002 | 0,001 | 0,001 | — |
| Н-2 | 99,8 | 0,15 | 0,02 | — | — | 0,002 | — | 0,003 | — |
| Н-3 | 98,6 | 0,7 | 0,10 | — | — | — | — | 0,03 | — |
| Н-4 | 97,6 | 0,7 | 0,15 | — | — | — | — | 0,04 | — |
Таблица 2: продолжение
| Марка | Массовая доля элемента, % | ||||||||
| Примеси, не более | |||||||||
| Fe | Cu | Zn | As | Cd | Sn | Sb | Pb | Bi | |
| Н-0 | 0,002 | 0,001 | 0,0005 | 0,0005 | 0,0003 | 0,0003 | 0,0003 | 0,0003 | 0,0001 |
| Н-1Ау | 0,01 | 0,01 | 0,0010 | 0,001 | 0,0005 | 0,0005 | 0,0005 | 0,0005 | 0,0001 |
| Н-1у | 0,01 | 0,015 | 0,0010 | 0,001 | 0,0005 | 0,0005 | 0,0005 | 0,0005 | 0,0003 |
| Н-1 | 0,02 | 0,02 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,0006 |
| Н-2 | 0,04 | 0,04 | 0,005 | — | — | — | 0,01 | 0,003 | — |
| Н-3 | — | 0,6 | — | — | — | — | — | 0,03 | — |
| Н-4 | — | 1,0 | — | — | — | — | — | 0,04 | — |
Примечание: Знак «-» в графах химического состава обозначает, что примесь не регламентирована.
Формы изготовления
Никель изготавливают в виде: катодных листов; полос и пластин произвольного размера, нарезанных из листов; обрези, гранул и слитков в соответствии с таблицей 3.
Таблица 3: Формы изготовления никеля
| Марка | Формы изготовления |
| Н-0 | Катодные листы Полосы Пластины |
| Н-1Ау | Катодные листы Полосы Пластины |
| Н-1у | Катодные листы Полосы Пластины |
| Н-1 | Катодные листы Полосы Пластины |
| Н-2 | Катодные листы Полосы Пластины Слитки Гранулы Обрезь |
| Н-3 | Катодные листы Полосы Пластины Слитки Гранулы Обрезь |
| Н-4 | Слитки Гранулы Обрезь Полосы Пластины Катодные листы |
Технические требования
Масса слитка никеля не должна превышать 25 кг. В слитках не допускаются шлаковые и инородные включения. На них должны быть удалены заусенцы.
Кромки катодных листов никеля марок Н-0, Н-1Ау, Н-1у и Н-1 должны быть обрезаны с 4-х сторон. Ушки катодных листов обрезают по кромке катода. На катодных листах никеля марки Н-2 обрезают дендритистые и губкообразные кромки.
Обрезь кромок катодных листов марок Н-0, Н-1Ау, Н-1у, Н-1 и Н-2, по согласованию производителя с потребителем поставляют без переработки в качестве никеля марок Н-2, Р-3 или Н4.
На поверхности листов, полос и пластин никеля марок Н-0, Н-1Ау, Н-1у и Н-1 не допускается налет солей, входящих в состав электролита и гидроксидов. На поверхности листов, полос и пластин никеля марки Н-2 не допускается налет солей и гидрооксидов более чем на 10% сумарной площади поверхности листа, полосы или пластины.
Для никеля марок Н-0, Н-1Ау, Н-1у допускаются наросты высотой не более 5 мм, для никеля Н-1 — не более 10 мм.
На поверхности листов, полос или пластин никеля марок Н-0, Н-1Ау, Н-1у, Н-1 допускаются углубления любого диаметра в количестве не более 5 шт. на площади квадрата со стороной 25 см. При наличии углублений более 5 шт. на площади квадрата со стороной 25 см, сумарная площадь поверхности листа, полосы или пластины с углублениями не должна превышать 10% площади листа, полосы или пластины для никеля марок Н-0, Н-1Ау, Н-1у и 20% площади листа, полосы или пластины для никеля марки Н-1.
Расслоение пластин никеля марок Н-0, Н-1Ау, Н-1у не допускается.
Наличие на поверхности катодных листов, полос и пластин всех марок цветов побежалости, следов плавки, масла, краски, транспортерной ленты — не является браковочным признаком.
Литература
- ГОСТ 849-2008 «Никель первичный. Технические условия».
- Энциклопедия неорганических материалов. В двух томах. К.: Высшая школа, 1977.
- Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Изд. 2-е испр. и доп. М: Металлургия, 1981. 416 с.
- Воздвиженский В.М., Грачев В.А., Спасский В.В. «Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении» — М.: Машиностроение, 1984. — 432 с., ил.
Производители и поставщики
- A.M.P.E.R.E. Polska (Польша)
- Nizi International S.A. (г. Люксембург)
- STANCHEM sp.j. (г. Люблин, Польша)
- Techservice CZ s.r.o. (г. Брно, Чешская Республика)
