Festigkeitsklassen bei Schrauben und Muttern
Die Festigkeitsklasse teilt Schrauben und Muttern nach Ihren Eigenschaften ein.
Eigenschaften | Festigkeitsklasse | |||||||||||
3.6 | 4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 | ||
Zugfestigkeit R in N/mm² | Nennwert | 300 | 400 | 500 | 600 | 800 | 900 | 1000 | 1200 | |||
min. | 330 | 400 | 420 | 500 | 520 | 600 | 800 | 830 | 900 | 1040 | 1220 | |
Vickershärte HV | min | 95 | 120 | 130 | 155 | 160 | 190 | 250 | 255 | 290 | 320 | 385 |
max | 250 | 320 | 335 | 360 | 380 | 435 | ||||||
Untere Streckgrenze R in N/mm² | Nennwert | 180 | 240 | 320 | 300 | 400 | 480 | - | ||||
min | 190 | 240 | 340 | 300 | 420 | 480 | - | |||||
0,2%-Dehngrenze R in N/mm² | Nennwert | - | 640 | 640 | 720 | 900 | 1080 | |||||
min | - | 640 | 660 | 720 | 940 | 1100 |
Einteilung
Schrauben werden nach Zugfestigkeit und Streckgrenze bzw. 0,2%-Dehngrenze eingeteilt. Bei Schrauben werden diese beiden Werte durch einen Punkt getrennt dargestellt (Bsp. 5.6). Der erste Wert gibt die Zugfestigkeit wieder, der zweite Wert die Streckgrenze und ab der Festigkeitsklasse 8.8 die 0,2%-Dehngrenze.
Zugfestigkeit
Die Zugfestigkeit beschreibt die maximale mechanische Zugspannung, die der Werkstoff aushält, bevor er bricht. In diesem Fall wird sie in Newton pro Quadrat-Millimeter (N/mm²) angegeben. Allerdings ist die bei der Festigkeitsklasse angegebene Zugkraft um den Faktor hundert verkleinert. Eine 8.8 Schraube hat also eine Zugfestigkeit von 800 N/mm².
Streckgrenze
Die Streckgrenze beschreibt die Spannung, bei der ein Werkstoff bei einachsiger und konstanter Zugbeanspruchung keine dauerhafte Verformung zeigt.
Dehngrenze
Die 0,2% Dehngrenze beschreibt die Spannung, bei der die bleibende Dehnung des Werkstoffes nach Entlastung genau 0,2% entspricht.
Sowohl Streckgrenze als auch Dehngrenze werden ebenfalls in N/mm² angegeben.
Beispiele:
Beispielrechnung am Beispiel 4.6:
Zugfestigkeit: Hier nehmen wir die vordere Zahl der Festigkeitsklasse und multiplizieren sie mit 100, was eine Zugfestigkeit von 400 N/mm² ergibt.
Streckgrenze: Die Streckgrenze beträgt 240 N/mm² (gemessen) diese setzen wir ins Verhältnis zur Zugfestigkeit. Also 240 N/mm² geteilt durch 400 N/mm² mit dem Ergebnis 0,6. Diese multiplizieren wir mit 10 und kommen so auf die Zweite Zahl der Festigkeitsklasse: 6. Möchte man allerdings die Streckgrenze an sich bestimmen, nimmt man einfach die Zugfestigkeit von 400 N/mm² und multipliziert diese mit 0,6, was 240 N/mm² ergibt. Oder auch ganz einfach 4 * 6 * 10 ergibt 240N/mm².
Das gleiche Beispiel noch einmal mit der Festigkeitsklasse 12.9:
Zugfestigkeit: 12x 100 N/mm² = 1200 N/mm²
0,2%-Dehngrenze: 12x9x10= 1080 N/mm²
Muttern
Bei Muttern wird nur eine Ziffer verwendet.
Diese gibt an bis zu welcher Festigkeitsklasse der Schraube man die Mutter benutzen kan. Beispielsweise kann man eine Mutter Festigkeitsklasse 10 mit einer Schraube 8.8 oder10.9 verwenden, mit einer Schraube 12.9 hingegen nicht. Verwendet man Muttern mit einer zu niedrigen Festigkeitsklasse, besteht die Gefahr des Abstreifens des Gewindes. Höhere kann man bedenkenlos benutzen, sollte es aber nur wenn die Belastung der Schraube über der Streckgrenze liegt.
Gänige Festigkeitsklassen bei Schrauben sind: 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8, 10.9 und 12.9. Gängige Festigkeitsklassen bei Muttern sind: 04, 6, 8, 10 und 12.