Никелевый пруток

Никелевый пруток ГОСТ 13083 — марки, характеристики, сортамент

Никелевый пруток — сортовой прокат круглого сечения из никеля и кремнистого никеля, выпускаемый по ГОСТ 13083-2016 (ранее ГОСТ 13083-77). Материал сочетает высокую коррозионную стойкость, жаропрочность и пластичность, что определяет его применение в приборостроении, электровакуумном машиностроении, химической промышленности и энергетике.

Марки никеля для прутков по ГОСТ 13083-2016

Стандарт предусматривает изготовление прутков из трёх марок с химическим составом по ГОСТ 492-2006:

Марка	Ni+Co, % (не менее)	Сумма примесей, % (не более)	Назначение
НП2	99,5	0,5	Полуфабрикаты для приборостроения и машиностроения
НП3	99,3	0,7	Полуфабрикаты для приборостроения и машиностроения
НК 0,2	99,4	—	Кремнистый никель (Si 0,15–0,25 %) для деталей с повышенной твёрдостью

Марка НП2 — наиболее востребованная: содержание никеля и кобальта в сумме не менее 99,5 % обеспечивает стабильные физико-механические свойства и высокую коррозионную стойкость. НП3 содержит чуть больше примесей (Fe до 0,15 %, Mn до 0,2 %), что допустимо для менее ответственных применений. Марка НК 0,2 — никель, легированный кремнием; кремний повышает твёрдость и литейные свойства материала.

Химический состав никеля НП2 (ГОСТ 492-2006)

Элемент	Ni+Co	Fe	Cu	C	Si	Mn	Mg	S
Содержание, %	≥ 99,5	≤ 0,10	≤ 0,10	≤ 0,10	≤ 0,15	≤ 0,05	≤ 0,10	≤ 0,005

Низкое содержание серы (не более 0,005 %) критически важно: сера практически нерастворима в твёрдом никеле и образует сульфидную эвтектику с температурой плавления около 645 °C, которая располагается по границам зёрен и при нагреве вызывает горячеломкость.

Физические и механические свойства никелевого прутка

Физические свойства никеля

Параметр	Значение
Плотность при 20 °C	8900 кг/м³
Температура плавления	1455 °C
Модуль упругости	196–210 ГПа
Теплопроводность при 20 °C	90,9 Вт/(м·К)
Удельное электросопротивление	0,0684 мкОм·м
Точка Кюри (ферромагнетик)	358 °C
Температура горячей обработки	1140–1250 °C
Температура отжига	700–800 °C

Механические свойства прутков из НП2 при 20 °C (ГОСТ 13083)

Состояние прутка	Предел прочности σв, МПа (не менее)	Относительное удлинение δ5, % (не менее)
Мягкий (М) — тянутый	370	30
Твёрдый (Т) — тянутый	540	5
Горячекатаный	440	10

Мягкие прутки (отожжённые) обладают высокой пластичностью и предназначены для последующей обработки давлением и штамповки. Твёрдые (нагартованные) — для деталей, где требуется повышенная прочность без дополнительной термообработки.

Сортамент никелевых прутков

Способ изготовления и сечение

По ГОСТ 13083-2016 прутки изготавливают двумя способами: холоднодеформированным (тянутым) и горячедеформированным (катаным). Сечение — круглое. По состоянию материала тянутые прутки бывают мягкими (М) и твёрдыми (Т). Горячекатаные прутки по состоянию не подразделяются.

Точность изготовления

Тянутые прутки выпускают нормальной (Н) и повышенной (П) точности изготовления. Для горячекатаных прутков класс точности не регламентируется.

Длина прутков

Прутки поставляют немерной, мерной или кратной мерной длины. Диапазоны немерной длины зависят от способа изготовления и диаметра:

Тип прутка	Немерная длина, м
Тянутый	1,5–4,0
Катаный, диаметр до 60 мм	1,0–3,0
Катаный, диаметр свыше 60 мм	0,7–1,4

Мерную и кратную мерную длину изготавливают в пределах немерной с предельным отклонением +15 мм. Тянутые прутки диаметром менее 14 мм допускается поставлять в бухтах длиной не менее 4 м. По согласованию с потребителем допускается поставка прутков другой длины.

Требования к качеству поверхности

Поверхность никелевого прутка должна быть чистой и гладкой, без плен, раковин, трещин и расслоений. Допускаются местные поверхностные дефекты глубиной не более предельного отклонения по диаметру, потемнения, цвета побежалости и следы контрольной зачистки. В изломе пруток не должен иметь инородных включений, расслоений и пустот. Прутки должны быть ровно обрезаны с торцов; для прутков диаметром до 35 мм допускаются обрубленные торцы.

Область применения никелевых прутков

Никелевый пруток используют для изготовления деталей, работающих в агрессивных средах и при повышенных температурах:

В химической промышленности — детали аппаратов, контактирующих с растворами щелочей, хлоридов, карбонатов. Никель сохраняет структуру в горячих и холодных неокислительных растворах солей. Устойчив в растворах каустической соды при повышенных температурах.

В электротехнике и электронике — токоведущие элементы, контактные группы, электроды. Никель обладает стабильным электросопротивлением и сохраняет ферромагнитные свойства при температурах ниже 358 °C (точка Кюри).

В электровакуумном машиностроении — детали электронных приборов, элементы СВЧ-техники, аноды и катоды электровакуумных устройств.

В энергетике — элементы оборудования, эксплуатируемого при температурах до 700–800 °C, где требуется сочетание жаростойкости и коррозионной стойкости.

В приборостроении — детали точных приборов и механизмов, пружинные элементы (из твёрдых прутков), конструкционные компоненты для эксплуатации в средах с повышенной радиацией.

Условное обозначение прутков

Условное обозначение формируется по схеме, заданной в ГОСТ 13083-2016, и включает: способ изготовления, форму сечения, точность, состояние, диаметр, длину и марку никеля. Примеры:

Пруток ДКРНМ 10 МД 3000 НП2 ГОСТ 13083-2016 — тянутый (Д), круглый (КР), нормальной точности (Н), мягкий (М), диаметром 10 мм, мерной длины (МД) 3000 мм, из никеля НП2.

Пруток ДКРПТ 16 КД 1000 НП3 ГОСТ 13083-2016 — тянутый, круглый, повышенной точности (П), твёрдый (Т), диаметром 16 мм, кратной мерной длины (КД) с основным интервалом 1000 мм, из никеля НП3.

Пруток ГКР 60 НД НК 0,2 ГОСТ 13083-2016 — горячекатаный (Г), круглый, диаметром 60 мм, немерной длины (НД), из кремнистого никеля НК 0,2.

Приёмка, маркировка и хранение

Прутки принимают партиями. Каждая партия состоит из прутков одной марки, одного размера, одинаковой точности, способа изготовления и состояния материала. Масса партии — не более 1000 кг. Партию сопровождает документ о качестве, содержащий: марку никеля, размер и способ изготовления прутков, точность, состояние материала, массу и номер партии.

При входном контроле каждый пруток проходит осмотр поверхности и проверку размеров. Для испытания на растяжение и контроля излома отбирают два прутка (два пучка или две бухты) от партии.

Хранить никелевый пруток следует в крытом помещении или под навесом, с защитой от механических повреждений, влаги и химически активных веществ. Прутки повышенной точности при транспортировке упаковывают в синтетическую ткань для защиты поверхности.

Формы поставки

Никелевый пруток поставляется в прутках (отрезках) мерной, кратной мерной или немерной длины, а также в бухтах (для тянутых прутков диаметром до 14 мм). Помимо прутков, из никеля марок НП2 и НП3 выпускают никелевую проволоку, листы, ленты, полосы и другой прокат. Для задач, где требуется никелевый прокат с добавлением кремния, используют пруток из кремнистого никеля НК 0,2.