Никель первичный

Никель первичный — металл, получаемый непосредственно из рудного сырья и предназначенный для легирования сталей, производства сплавов, гальванических покрытий и других промышленных целей. Требования к химическому составу, формам поставки и качеству поверхности первичного никеля устанавливает действующий межгосударственный стандарт ГОСТ 849-2018, введённый в действие с 1 июня 2019 года.

Марки первичного никеля по ГОСТ 849-2018

Стандарт предусматривает семь марок никеля первичного, различающихся по степени чистоты: Н-0, Н-1Ау, Н-1у, Н-1, Н-2, Н-3 и Н-4. Массовая доля никеля и кобальта в сумме (Ni+Co) составляет от 97,6 % для марки Н-4 до 99,99 % для марки Н-0. По мере возрастания цифры в обозначении снижается чистота металла и допускается более высокое содержание примесей.

Марки Н-0, Н-1Ау, Н-1у и Н-1 получают методом электролиза. Марки Н-2 также изготавливают электролитическим способом, однако с менее жёсткими требованиями к чистоте. Марки Н-3 и Н-4 получают огневым рафинированием, а также прессованием и переплавкой никельсодержащих отходов.

Химический состав никеля первичного

В таблице приведены ключевые нормы по содержанию основных элементов. Полный перечень регламентируемых примесей (включая Zn, As, Cd, Sn, Sb, Pb, Bi) определяется по ГОСТ 849-2018.

Марка	Ni+Co, % не менее	Co, % не более	C, % не более	Fe, % не более	Cu, % не более	S, % не более	Si, % не более
Н-0	99,99	0,005	0,005	0,002	0,001	0,001	0,001
Н-1Ау	99,95	0,100	0,010	0,010	0,015	0,001	0,002
Н-1у	99,95	0,100	0,010	0,010	0,015	0,001	0,002
Н-1	99,93	0,100	0,010	0,020	0,020	0,001	0,002
Н-2	99,8	0,150	0,020	0,040	0,040	0,003	0,002
Н-3	98,6	0,700	0,100	не регл.	0,600	0,030	не регл.
Н-4	97,6	0,700	0,150	не регл.	1,000	0,040	не регл.

По согласованию изготовителя с потребителем для марок Н-0, Н-1Ау и Н-1у дополнительно определяют фактическое содержание марганца, алюминия, кальция, хрома, молибдена, вольфрама и ряда других микропримесей.

Физические свойства никеля

Никель — серебристо-белый пластичный металл с гранецентрированной кубической кристаллической решёткой (параметр a = 0,3524 нм). Является ферромагнетиком с точкой Кюри 358 °C. Основные физические характеристики:

Параметр	Значение
Плотность при 20 °C	8,9 г/см³
Температура плавления	1455 °C
Температура кипения	2730–2915 °C
Теплопроводность	90,9 Вт/(м·К)
Удельное электрическое сопротивление	0,0684 мкОм·м
Модуль упругости	196–210 ГПа
Коэффициент линейного теплового расширения	13,5·10⁻⁶ K⁻¹

На воздухе поверхность никеля покрывается тонкой оксидной плёнкой NiO, которая защищает металл от дальнейшего окисления вплоть до температур порядка 800 °C. Никель устойчив в атмосферных условиях, в пресной и морской воде, в растворах щелочей. Растворяется в разбавленной азотной кислоте; с соляной и серной кислотами взаимодействует медленно.

Формы поставки первичного никеля

В зависимости от марки никель первичный поставляется в различных формах полуфабриката:

Форма поставки	Марки
Катодные листы целые	Н-0, Н-1Ау, Н-1у, Н-1, Н-2
Полосы и пластины (нарезка из листов)	все марки
Обрезь	Н-2, Н-3, Н-4
Гранулы	Н-2, Н-3, Н-4
Слитки	Н-2, Н-3, Н-4

Масса одного слитка — не более 25 кг. Слитки не должны иметь шлаковых и инородных включений, заусенцы должны быть удалены. Размер катодных листов и пластин при необходимости оговаривается в заказе. Кромки катодных листов марок Н-0, Н-1Ау и Н-1у обрезают с четырёх сторон.

Требования к качеству поверхности

На поверхности катодных листов, полос и пластин марок Н-0, Н-1Ау, Н-1у и Н-1 не допускается налёт солей электролита и гидроксидов. Для марки Н-2 такой налёт допускается на площади не более 10 % от суммарной поверхности листа. Допустимая высота дендритов для марок Н-0, Н-1Ау и Н-1у — не более 5 мм, для Н-1 — не более 10 мм. Расслоение пластин марок Н-0, Н-1Ау и Н-1у не допускается. Цвета побежалости, следы правки, масла и краски на поверхности катодных листов всех марок браковочным признаком не являются.

Области применения никеля первичного

Никель первичный используется в нескольких ключевых направлениях промышленности:

Металлургия и легирование. Основной объём потребления приходится на производство коррозионностойких (нержавеющих) и жаропрочных сталей. Введение никеля стабилизирует аустенитную структуру стали, повышает стойкость к межкристаллитной коррозии, улучшает механические свойства при высоких и криогенных температурах. Типичное содержание никеля в аустенитных нержавеющих сталях — от 8 до 25 %.

Никелевые сплавы. На основе первичного никеля производят жаропрочные, коррозионностойкие и прецизионные сплавы для авиационных двигателей, газовых турбин, химического оборудования, приборостроения. Для таких сплавов используют никель высокой чистоты — марок Н-0, Н-1Ау и Н-1у.

Гальваника и никелирование. Для электролитического нанесения покрытий требуется никель в катодных листах или гранулах марок Н-1 и выше. Никелевое покрытие обеспечивает защиту от коррозии, придаёт изделиям декоративный вид и повышает износостойкость поверхности.

Химическая промышленность. Из никеля изготавливают оборудование для работы с щелочными средами, катализаторы гидрирования и другой химической аппаратуры.

Электротехника. Никель применяется в производстве щелочных аккумуляторов, магнитных материалов, термопар и резистивных элементов.

Хранение и транспортирование

Никель первичный транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на каждом виде транспорта. Длительное хранение осуществляется в закрытом помещении. Каждая партия сопровождается документом о качестве с указанием марки, номера партии, массы, результатов химического анализа и даты изготовления.