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Festigkeitsklassen von Schrauben und Muttern

Werkstoff-Lexikon · Festigkeitsklassen

Festigkeitsklassen von Schrauben

Festigkeitsklassen nach ISO 898-1 beschreiben die mechanischen Eigenschaften von Schrauben aus Stahl mit zwei Zahlen: Die erste Zahl × 100 ergibt die Nenn-Zugfestigkeit Rm in MPa, das Produkt beider Zahlen × 10 die Nenn-Streckgrenze. Eine 8.8 hat also 800 MPa Nenn-Zugfestigkeit und 640 MPa Nenn-Streckgrenze; die Mindestwerte stehen in ISO 898-1. Unten stehen die Klassen von 4.6 bis 12.9 und Richtwerte für Drehmoment und Vorspannkraft nach VDI 2230.

4.6 – 12.9A2/A4Warmfest nach EN 10269

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Systematik · ISO 898-1

Festigkeitsklassen im Überblick.

LESEBEISPIEL · FK 8.8
8.8
8 × 100 → Rm = 800 MPa
8 × 8 × 10 → Rp0,2 = 640 MPa
GÜLTIG ≤ M16 · ISO 898-1
KlasseRm min. (MPa)Re/Rp0,2 min. (MPa)Typischer Einsatz
4.6400240Einfache Verbindungen ohne besondere Anforderungen
5.6500300Druckgeräte bis 300 °C nach AD 2000 W 7/1, zäher Grundwerkstoff
8.8800640Standard im Maschinen- und Stahlbau
10.91040940Hochfeste Verbindungen, HV-Garnituren
12.912201100Hoch beanspruchte Verschraubungen im Maschinenbau

MINDESTWERTE NACH ISO 898-1 · KENNWERTE DER KLASSENBEZEICHNUNG SIND NENNWERTE · 8.8: WERTE FÜR ≤ M16, DARÜBER 830/660 MPA

Edelstahl · ISO 3506-1

Festigkeitsklassen bei Edelstahl.

KlasseRm min. (MPa)Rp0,2 min. (MPa)Hinweis
A2-70700450kaltverfestigter Austenit (1.4301-Gruppe)
A4-70700450kaltverfestigt, säurebeständig (1.4401/1.4404-Gruppe; stabilisiert 1.4571 = A5)
A4-80800600hochfest kaltverfestigt, säurebeständig

MINDESTWERTE NACH ISO 3506-1:2020 (GEWINDE BIS M39) · DARÜBER NACH VEREINBARUNG HERSTELLER/BESTELLER

Montagekennwerte · VDI 2230

Richtwerte für Drehmoment & Vorspannkraft.

Richtwerte, gerechnet nach VDI 2230-1 (Schaftschrauben mit Regelgewinde, Sechskantkopf nach ISO 4014/4017 oder Zylinderkopf nach ISO 4762, Durchgangsloch „mittel“, µG = µK = 0,14, 90 % Ausnutzung der Mindest-Streckgrenze). Nicht anwendbar auf Edelstahlschrauben (A2/A4), Senk- und Dehnschrauben. Reibungszahl, Schmierung, Oberfläche und Setzverhalten verändern die Werte erheblich. Verbindlich ist nur die Auslegung für den konkreten Fall.

GewindeMA 8.8 (Nm)MA 10.9 (Nm)MA 12.9 (Nm)FM 8.8 (kN)FM 10.9 (kN)FM 12.9 (kN)
M611,316,519,39,914,617,0
M827,3404718,126,631,2
M1054799328,842,349,5
M129313716042,061,772,2
M1623033839578,9116136
M20464661773127181212
M2479811361330183261305
M30159822752663292417487

MA = ANZIEHDREHMOMENT · FM = MONTAGEVORSPANNKRAFT · RICHTWERTE, KEINE FREIGABEWERTE

Einordnung

Festigkeitsklasse oder Werkstoff: Was zuerst?

Die Festigkeitsklasse beantwortet nur die mechanische Frage. Sobald Korrosion, Temperatur oder Medienkontakt hinzukommen, entscheidet der Werkstoff: säurebeständige Austenite (A4), Duplex- und Nickelbasislegierungen für Chloride, warmfeste Stähle nach DIN EN 10269 für heiße Flansche. Wir beraten zur Kombination aus Klasse, Werkstoff und Beschichtung.

8.8 / 10.9 / 12.9 · VERGÜTUNGSSTAHLA2 / A4 · ISO 3506-1:2020WARMFEST · DIN EN 10269
WerkstoffübersichtZum Bereich →Super-Duplex 1.4410Zum Bereich →ASTM A193 B7Zum Bereich →

FAQ

Häufige Fragen zu Festigkeitsklassen.

Was bedeutet die Festigkeitsklasse 8.8?
Die erste Zahl mal 100 ergibt die Nenn-Zugfestigkeit in MPa (8 × 100 = 800 MPa). Das Produkt beider Zahlen mal 10 ergibt die Nenn-Streckgrenze (8 × 8 × 10 = 640 MPa). Eine 8.8-Schraube hat bis M16 mindestens 800 MPa Zugfestigkeit und 640 MPa 0,2-%-Dehngrenze, über M16 mindestens 830 und 660 MPa (ISO 898-1).
Wann sollte ich 10.9 statt 8.8 wählen?
Wenn die Verbindung höhere Vorspannkräfte braucht, etwa um Setzverluste zu kompensieren, Querkräfte reibschlüssig zu übertragen oder Bauraum zu sparen (kleinere Schraube bei gleicher Klemmkraft). Voraussetzung: Das Gegengewinde und die verspannten Teile müssen die höhere Vorspannung auch tragen können.
Ist 12.9 immer die beste Wahl?
Nein. 12.9 bietet die höchste Festigkeit, ist aber am empfindlichsten gegen Wasserstoffversprödung (galvanisch beschichtete Schrauben brauchen schon ab 10.9 Maßnahmen nach ISO 4042) und spröder im Versagensverhalten. Für viele Anwendungen ist 10.9 der bessere Kompromiss. Zur Temperatur: ISO 898-1 gilt für −50 bis +150 °C, darüber bis höchstens +300 °C nur nach Rücksprache. Für höhere Temperaturen gehören warmfeste Werkstoffe nach DIN EN 10269 in die Verbindung.
Welche Festigkeitsklassen gibt es bei Edelstahlschrauben?
Edelstahlschrauben werden nach ISO 3506-1 klassifiziert: Stahlsorte (A2, A4 …) plus Festigkeitsklasse 50, 70, 80 oder (seit ISO 3506-1:2020) 100. A4-70 bedeutet säurebeständiger Austenit mit 700 MPa Zugfestigkeit. Die Streckgrenzen liegen deutlich unter denen vergüteter Stahlschrauben. Eine A4-70 ersetzt mechanisch keine 8.8.
Gelten die Drehmoment-Richtwerte für jede Schraube?
Nein. Die Tabellenwerte gelten für Schaftschrauben aus Stahl (8.8 bis 12.9) mit Regelgewinde, µG = µK = 0,14 und 90 % Ausnutzung der Mindest-Streckgrenze, nicht für Edelstahl-, Senk- oder Dehnschrauben. Beschichtung, Schmierung und Oberflächenzustand verändern die Reibungszahl und damit das erforderliche Drehmoment erheblich. Für kritische Verbindungen rechnen Sie die Montagekennwerte mit den eigenen Randbedingungen nach VDI 2230. Sprechen Sie uns an, wenn Sie dafür Werkstoffkennwerte benötigen.

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