Stahl, Festigkeit, Drehmoment, Zugfestigkeit, Festigkeitsklassen 4.6, 5.8, 8.8, 10.9, 12.9 (2024)

3. Werkstoffe - Stähle

3.1 Grundsätzliche Hinweise(nach oben)

Funktionserfüllung und Dauerhaltbarkeit von Schraubenverbindungen werden hauptsächlich bestimmt
durch die Faktoren

mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung)
Betriebsbedingungen (statisch/dynamisch...)
eanspruchungen (Temperatur, Korrosion)
Dimensionierung (Durchmesser, Länge)
ggf. Sicherung gegen Lockern oder Losdrehen
Montage (Anziehverfahren, Vorspann-/ Klemmkräfte, Anziehmoment...)

Es ist Aufgabe der konstruktiven Planung, in Kenntnis aller Anforderungen die geeigneten Verbindungselemente zu bestimmen, mit den genormten Bezeichnungen zu definieren und die notwendigen Montageanweisungen vorzugeben. Für die "Systematische Berechnung hoch beanspruchter Schraubenverbindungen" steht als anerkanntes Standardwerk die VDI-Richtlinie 2230 zur Verfügung.

Schraubenverbindungen sollen so berechnet und montiert sein, dass aufgrund ausreichend bleibender Klemmkraft unter Betriebsbelastungen keine Scherkräfte (FQ) quer zur Schraubenachse zur Wirkung kommen können. Hierbei sind auch Klemmkraftverluste infolge von Setzbeträgen zu berücksichtigen. Sind die Querkräfte größer als die Klemmkraft führt dies zum Lockern - und schließlich zum Versagen - der Verbindung.


Querkraft F_Q	Vorspannkraft F_VSpannkraft F_S	Umsetzverhältnis von Anziehmoment in Klemmkraft

Klemmkraft F_KL

Die jeweils erforderliche Klemmwirkung wird bei der Montage durch Einbringen einer dem Durchmesser und der Streckgrenze des Verbindungselementes entsprechenden Vorspannung FV ( = vor Betriebsbeanspruchung) über das Anziehen der Gewindeteile erreicht.

Der Genauigkeitsgrad für das Erreichen der erforderlichen Vorspannkraft wird beeinflusst durch

die Art des Verschraubungsfalles (hart oder weich/kurz oder lang)
das Anziehverfahren und dessen Streuung
die Oberflächenzustände und daraus resultierende Reibungsverhältnisse
spezielle Verschraubungskomponenten (z. B. Dichtungen, Federelemente...)

3.2 Zusammensetzung von Stählen(nach oben)

Festigkeits- klasse	Werkstoff und Wärmebehandlung	chem. Zusammensetzung (Massenanteil in %)				Anlass Temperatur °C
		Kohlenstoff		P	S	min.
		min.	max.	max.	max.	min.
3.6 ¹⁾	Kohlenstoffstahl	0,15	0,20	0,05	0,06	-
4.6 ¹⁾			0,55	0,05	0,06	-
			0,55	0,05	0,06
			0,55	0,05	0,06
5.6 ¹⁾			0,55	0,05	0,06
8.8 ²⁾	Kohlenstoffstahl mit Zusätzen (z.B. Bor, Mn oder Cr), abgeschreckt und angelassen	0,15³⁾	0,40	0,035	0,035	425
8.8 ²⁾	Kohlenstoffstahl, abgeschreckt und angelassen	0,25	0,55	0,035	0,035	425
9.8	Kohlenstoffstahl mit Zusätzen (z.B. Bor, Mn oder Cr), abgeschreckt und angelassen	0,15 3)	0,35	0,035	0,035	425
9.8	Kohlenstoffstahl, abgeschreckt und angelassen	0,25	0,55	0,035	0,035	425
10.9 ⁴⁾	Kohlenstoffstahl mit Zusätzen (z.B. Bor, Mn oder Cr), abgeschreckt und angelassen	0,15 ³⁾	0,35	0,035	0,035	340
10.9 ⁶⁾	Kohlenstoffstahl, abgeschreckt und angelassen	0,25	0,55	0,035	0,035	425
	Kohlenstoffstahl mit Zusätzen (z.B Bor, Mn oder Cr), abgeschreckt und angelassen	0,20 ³⁾	0,55	0,035	0,035
	Legierter Stahl, abgeschreckt und angelassen ⁵⁾	0,20	0,55	0,035	0,035
12.9^{6) 7)}	Legierter Stahl, abgeschreckt und angelassen ⁵⁾	0,20	0,50	0,035	0,035	380

Tabelle 17: Zusammensetzung von Stählen

_________________
1) zulässiger Automatenstahl mit folgenden maximalen Phosphor-, Schwefel- und Bleianteilen: Schwefel 0,34%, Phosphor 0,11%, Blei 0,35%
2) Für Nenndurchmesser über 20 mm kann es notwendig sein, einen für die Festigkeitsklassen 10.9 vorgesehenen Werkstoff zu verwenden, um eine ausreichende Härtbarkeit sicherzustellen.
3) Bei Kohlenstoffstählen mit dem Zusatz von Bor und einem Kohlenstoffgehalt unter 0,25% muss ein Mangangehalt von min. 0,6% für Festigkeitsklasse 8.8 und 0,7% für Festigkeitsklasse 9.8 und 10.9 vorhanden sein.
4) Für Produkte aus diesen Stählen muss das Kennzeichen der Festigkeitsklasse unterstrichen sein.
5) Legierter Stahl muss mindestens einen der Legierungsbestandteile Chrom, Nickel, Molybdän oder Vanadium enthalten.
6) Der Werkstoff für diese Festigkeitsklassen muss ausreichend härtbar sein um sicherzustellen, dass im Kernbereich des Gewindeteils nach dem Härten vor dem Anlassen ein Martensitanteil von ungefähr 90% vorhanden ist.
7) Für die Festigkeitsklasse 12.9 ist eine metallographisch feststellbare, mit Phosphor angereicherte weiße Schicht an Oberflächen, die auf Zug beansprucht werden, nicht zulässig.

3.3 Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehngrenze, Bruchdehnung(nach oben)

Die Zugfestigkeit von Schrauben oder Verbindungselementen ist ein Bestandteil der Festigkeitsangabe der Schraube. Beispielsweise steht die Festigkeitsangabe 8.8 für eine Schraube, welche im Zug mit 800 N/mm² belastet werden kann, eine Schraube mit 10.9 hingegen kann mit 1000 N/mm² im Zug belastet werden. Im Folgenden werden kurz die wichtigsten Begriffe zum Thema Zugfestigkeit definiert und beispielhaft ausgeführt.

See Also

Normung, DIN, EN, ISO, Normenumstellung

3.3.1 Definitionen und Begriffe(nach oben)

1) Zugfestigkeit	R_m	N/mm²	Die Zugfestigkeit R_m definiert, ab welcher Zugspannung eine Schraube brechen darf. Der Bruch darf nur im Schaft oder Gewinde und nicht bei deren Übergang auftreten. Zugfestigkeit bei Gewindebruch Zugfestigkeit bei Schaftbruch (im zylindrischen Schaft)
(a) (b) Abbildung 1 - Zugfestigkeit Zugversuch bei abgedrehter (a) und kompletter (b) Schraube
2) Streckgrenze	R_e	N/mm²	Die Streckgrenze gibt an, ab welcher Spannung trotz steigender Verlängerung der Schraube die Zugkraft das erste Mal konstant ist oder sinkt. Die genaue Streckgrenze kann nur bei abgedrehten Schrauben ermittelt werden (Ausnahme: rost- und säurebeständige Schrauben, Stahlgruppe A1-A5). vgl. DIN EN ISO 898 Teil 1.
Abbildung 2 - Streckgrenze
3) 0,2% Dehngrenze	R_P=0,2	N/mm²	Die 0,2% Dehngrenze gibt an, welche Spannung notwendig ist, um eine dauerhafte Dehnung von 0,2 % der Schraube zu erreichen. Der Spannungsverlauf wird in folgender Abbildung 3 skizziert. Der Wert wird für hochfeste Schrauben (z.B. 10.9 oder 12.9) benutzt.
Abbildung 3 - 0,2% Dehngrenze
4) Bruchdehnung	A₅	1/100 (%)	Die Bruchdehnung ist ein Indikator für die Verformbarkeit eines Werkstoffes. Sie wird an abgedrehten Schrauben mit festgelegtem Schaft bestimmt. (außer bei rost- und säurebeständigen Schrauben, Stahlgruppe A1-A5).
Abbildung 4 - Bruchdehnung

Tabelle 18: Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehngrenze, Bruchdehnung

3.4 Mechanische Eigenschaften von Stahlschrauben(nach oben)

3.4.1 Anziehdrehmomente Stahlschrauben (Regelgewinde)(nach oben)

Vorspannkräfte und Anziehmomente für Schaftschrauben aus Stahl mit Kopfauflagemaßen wie
DIN 912, 931, 933, 934 / ISO 4762, 4014, 4017, 4032 ...*
In den Tabellenwerten für MA sind berücksichtigt:

a) Reibungszahl µges = 0,14*
b) Ausnutzung der Mindest-Streckgrenze = 90 %
c) Torsionsmoment beim Anziehen (* Die Reibungszahl von µges = 0,14 wird allgemein für Schrauben und Muttern in handelsüblicher Lieferausführung angenommen.)

*ZusätzlicheSchmierung der Gewinde verändert die Reibungszahl erheblichund führt zu unbestimmten Anziehverhältnissen! Infolgendem Beispiel wird mit einer Reibungszahl von µges =0,14 gerechnet. Je nach Anziehmethode und Werkzeug ergeben sichunterschiedliche Reibungszahlen oder Streuungen.
Alle Angabenunverbindliche Richtwerte. (vgl. Kapitel 3.4.4 Reibungszahlen beiSchmierung)

Tabelle 19: Regelgewinde (Anziehdrehmomente für Stahlschrauben) **Regelsteigung

Abmessung		Spannungs- querschnitt in As / mm²	Vorspannkraft FV (N)									Anziehmoment MA (Nm)
	P**	Spannungs- querschnitt in As / mm²	4.6	5.6		8.8		10.9		12.9		4.6	5.6	8.8	10.9	12.9
M 4	0,7	8,78	1 280	1	710	4	300	6	300	7	400	1,02	1,37	3,3	4,8	5,6
M 5	0,8	14,2	2 100	2	790	7	000	10	300	12	000	2,0	2,7	6,5	9,5	11,2
M 6	1,0	20,1	2 960	3	940	9	900	14	500	17	000	3,5	4,6	11,3	16,5	19,3
M 8	1,25	36,6	5 420	7	230	18	100	26	600	31	100	8,4	11	27,3	40,1	46,9
M 10	1,5	58,0	8 640	11	500	28	800	42	200	49	400	17	22	54	79	93
M 12	1,75	84,3	12 600	16	800	41	900	61	500	72	000	29	39	93	137	160
M 14	2,0	115	17 300	23	100	57	500	84	400	98	800	46	62	148	218	255
M 16	2,0	157	23 800	31	700	78	800	115	700	135	400	71	95	230	338	395
M 18	2,5	193	28 900	38	600	99	000	141	000	165	000	97	130	329	469	549
M 20	2,5	245	37 200	49	600	127	000	181	000	212	000	138	184	464	661	773
M 22	2,5	303	46 500	62	000	158	000	225	000	264	000	180	250	634	904	1 057
M 24	3,0	353	53 600	71	400	183	000	260	000	305	000	235	315	798	1136	1 329
M 27	3,0	459	70 600	94	100	240	000	342	000	400	000	350	470	1176	1 674	1 959
M 30	3,5	561	85 700	114	500	292	000	416	000	487	000	475	635	1597	2274	2662
M 33	3,5	694	107 000	142	500	363	000	517	000	605	000	645	865	2161	3078	3601
M 36	4,0	817	125 500	167	500	427	000	608	000	711	000	1080	1440	2778	3957	4631
M 39	4,0	976	151 000	201	000	512	000	729	000	853	000	1330	1780	3597	5123	5994

3.4.2 Anziehdrehmomente Stahlschrauben (Feingewinde)(nach oben)

Tabelle 20: Feingewinde (Anziehdrehmomente für Stahlschrauben)

Abmessung x P	Spannungs- querschnitt in As / mm²	Vorspannkraft FV (N)						Anziehmoment MA (Nm)
Abmessung x P	Spannungs- querschnitt in As / mm²	8.8		10.9		12.9		8.8	10.9	12.9
M 8 x 1	39,2	19	700	28	900	33	900	29,2	42,8	50,1
M 10 x 1,25	61,2	30	800	45	200	52	900	57	83	98
M 12 x 1,25	92,1	46	800	68	700	80	400	101	149	174
M 12 x 1,5	88,1	44	300	65	100	76	200	97	143	167
M 14 x 1,5	125	63	200	92	900	108	700	159	234	274
M 16 x 1,5	167	85	500	125	500	146	900	244	359	420
M 18 x 1,5	216	115	000	163	000	191	000	368	523	613
M 20 x 1,5	272	144	000	206	000	241	000	511	728	852
M 22 x 1,5	333	178	000	253	000	296	000	692	985	1 153
M 24 x 2	384	204	000	290	000	339	000	865	1 232	1 442
M 27 x 2	496	264	000	375	000	439	000	1262	1 797	2 103
M 30 x 2	621	331	000	472	000	552	000	1756	2 502	2 927

3.4.3 Anziehdrehmomente für HV-Verbindungen(nach oben)

Vorspannkräfte und Anziehmomente für HV-Schraubverbindungen DIN 6914/7999/6915-10.9/10

Die Ausführung von HV-Schraubenverbindungen ist in DIN 18800-7 geregelt. (Zukünftig: EN V 1090) HV-Schrauben DIN 6914 dürfen nur mit Sechskantmuttern nach DIN 6915 und mit Scheiben nach DIN 6916, 6917 oder 6918 verwendet werden.

Feuerverzinkte HV-Schraubenverbindungen müssen mit Schmiermittel versehen sein - aus deutscher Produktion erfolgt die Lieferung in der Regel einbaufertig geschmiert (Muttern sind in Schmiermittel getaucht). Zusätzliche Behandlungen verändern das Anziehverhalten - hierfür müssen passende Werte ermittelt werden!

Montageverfahren: Für eine planmäßige Vorspannung sind HV-Schrauben-Garnituren auf die Regel-Vorspannkraft FV nach Tabelle 21, Spalte 2, vorzuspannen. Für das Vorspannen - im Regelfall durch Drehen der Mutter - sind folgende Verfahren anzuwenden:

Drehmoment-Verfahren
Für die Erzeugung der Regel-Vorspannkraft FV nach Tabelle 21, Spalte 2 müssen in Abhängigkeit vom Oberflächenzustand die in den Spalten 3 oder 4 der Tabelle 21 angegebenen Anziehmomente MA aufgebracht werden. Dieses Verfahren ermöglicht ein stufenweise Vorspannen in Anschlüssen mit vielen Schrauben sowie ein Nachziehen als Kontrolle oder zum Ausgleich von Vorspannkraftverlusten nach wenigen Tagen.
Drehimpuls-Verfahren
Die erforderliche Vorspannkraft wird durch Drehimpulse erzeugt. Soll auf die Regel-Vorspannkraft FV vorgespannt werden, muss der Impuls- oder Schlagschrauber auf den um 10% höheren Vorspannkraftwert FV,DI nach Spalte 5 von Tabelle 21 mit geeigneten Messeinrichtungen eingestellt werden.
Drehwinkel-Verfahren
Die Anwendung des Verfahrens setzt voraus, dass im Bereich der Verschraubung bereits vor dem Vorspannen eine weitgehend flächige Auflage der zu verbindenden Bauteile vorliegt. Das Vorspannen erfolgt zunächst durch ein Voranziehmoment MVA, DW und anschließend durch Weiterdrehen der Mutter um einen erforderlichen Weiterdrehwinkel. Dieser muss sicherstellen, dass mindestens die in Spalte 2 von Tabelle 21 angegebene Regel-Vorspannkraft FV erreicht wird. Der erforderliche Weiterdrehwinkel ist durch eine Verfahrensprüfung an der jeweiligen Originalverschraubung zu ermitteln (z.B. Messung der Schraubenverlängerung).
Kombiniertes Vorspann-Verfahren
Zuerst ist das erhöhte Voranziehmoment MVA, KV in Abhängigkeit des Oberflächenzustandes der Schrauben nach Spalte 7 oder 8 von Tabelle 21 aufzubringen. Ist damit eine weitgehend flächige Anlage der zu verbindenden Bauteile erreicht worden, darf das endgültige Vorspannen der Verbindung auf die Regel-Vorspannkraft FV durch Weiterdrehen der Mutter erfolgen.

Wichtiger Hinweis:
Montagewerkzeuge (z.B. Schraub-/Stecknüsse) können beim Aufsetzen die Korrosionsschutzbeschichtung an Scheiben und Werkstücken zerstören! Dagegen schützt ein Tiefenbegrenzungseinsatz in der Stecknuss (z.B. Hartgummi- oder Kunststoffring).

Vorspannkräfte und Anziehmomente für Drehmoment-, Drehimpuls-, Drehwinkel- und kombiniertes Vorspann-Verfahren für HV-Garnituren der Festigkeitsklasse 10.9

1	2	3	4	5	6	7	8
		Drehmomentverfahren		Drehimpulsverfahren	Drehwinkelverfahren	Kombiniertes Verfahren
Maße	Regel- Vorspann-kraft F_V	Aufzubringendes Anziehmoment M_Azum Erreichen der Regel-Vorspannkraft F_V		Einzustellende Vorspann-Kraft K_V,D_I^** zum Erreichen der Regel-Vorspannkraft F_V	Voranziehmoment M_VA,D_W*	Voranziehmoment M_VA,K_V
gemessen in	kN	Nm		kN	Nm	Nm
		Oberflächenzustand
		Feuerverzinkt u. geschmiert*	wie hergestellt und leicht geölt	Wie in Spalte 3 oder 4**	Wie in Spalte 3 oder 4**	Wie in Spalte
						3*	4
M 12 M 16 M 20 M 22 M 24 M 27 M 30 M 36 M 39 M 42 M 45 M 48	50 100 160 190 220 290 350 510 610 710 820 930	100 250 450 650 800 1250 1650 2800 3500 4500 5500 6500	120 350 600 900 1100 1650 2200 3800 Durch Verfahrens- prüfung zu ermitteln.	60 110 175 210 240 320 390 560	10 50 50 100 100 200 200 200	75 190 340 490 600 940 1240 2100	90 260 450 680 825 1240 1650 2850

Tabelle 21: Vorspannkräfte und Anziehmomente nach Verfahren

* Muttern mit Molybdändisulfid oder gleichwertigem Schmierstoff behandelt
** Unabhängig von der Schmierung des Gewindes und der Auflagefläche von Mutter und Schraube

3.4.4 Reibungszahlen für Stahlschrauben/ -muttern(nach oben)

Durch Schmierung kann sich die Reibungszahl, und damit die wichtigste Variable für das Anzugsdrehmoment sehr stark verändern. Grundsätzlich gilt, dass die Reibungszahl µ sinkt, wenn ein Schmiermittel verwendet wird. Daher kann bei Schmierung leichter ein "Abreißen" der Stahlschrauben eintreten, wenn mit gleicher Kraft wie bei einer ungeschmierten Verbindung angezogen wird.

Es gilt: Schmiermitteleinsatz >> Reibungszahl µ sinkt >> weniger Anzugsdrehmoment ("weniger Kraft") ist nötig

Oberflächenzustand		Reibungszahl µ_ges bei Zustand
bei Schrauben	bei Muttern	ungeschmiert	geölt	MoS₂-Paste
ohne Nachbehandlung (schwarz)	ohne Nachbehandlung (schwarz)	0,12 - 0,18	0,10 - 0,17	0,06 - 0,12
Mn-phosphatiert
		0,14 - 0,18	0,14 - 0,15	0,06 - 0,11
Zn-phosphatiert
		0,14 - 0,21	0,14 - 0,17	0,06 - 0,12
galvanisch verzinkt 5 - 8 µm
		0,12 - 0,20	0,10 - 0,18	-
galvanisch verkadmet 5 - 8 µm
		0,08 - 0,14	0,08 - 0,11
galvanisch verzinkt 5 - 8 µm	galvanisch verzinkt 3 - 5 µm	0,12 - 0,20	0,10 - 0,18
galvanisch verkadmet 5 - 8 µm	galvanisch verkadmet 3 - 5 µm	0,12 - 0,16	0,12 - 0,14

Tabelle 22: Reibungszahlen bei Schmierung (Stahlschrauben)

3.4.5 Mindestbruchkräfte in (N)(nach oben)

Tabelle 23: Mindestbruchkräfte für metrisches ISO-Regelgewinde

		Festigkeitsklassen
Gewinde	Nenn-Spannungs-querschnitt A_s[mm]	3.6		4.6		4.8		5.6		5.8		6.8		8.8		9.8		10.9		12.9
M 3	5,03	1	660	2	010	2	110	2	510	2	620	3	020	4	020	4	530	5	230	6	140
M 3,5	6,78	2	240	2	710	2	850	3	390	3	530	4	070	5	420	6	100	7	050	8	270
M 4	8,78	2	900	3	510	3	690	4	390	4	570	5	270	7	020	7	900	9	130	10	700
M 5	14,2	4	690	5	680	5	960	7	100	7	380	8	520	11	350	12	800	14	800	17	300
M 6	20,1	6	630	8	040	8	440	10	000	10	400	12	100	16	100	18	100	20	900	24	500
M 7	28,9	9	540	11	600	12	100	14	400	15	000	17	300	23	100	26	000	30	100	35	300
M 8	36,6	12	100	14	600	15	400	18	300	19	000	22	000	29	200	32	900	38	100	44	600
M 10	58,0	19	100	23	200	24	400	29	000	30	200	34	800	46	400	52	200	60	300	70	800
M 12	84,3	27	800	33	700	35	400	42	200	42	800	50	600	67	400¹	75	900	87	700	103	000
M 14	115	38	000	46	000	48	300	57	500	59	800	69	000	92	000¹	104	000	120	000	140	000
M 16	157	51	800	62	800	65	900	78	500	81	600	94	000	125	000¹	141	000	163	000	192	000
M 18	192	63	400	76	800	80	600	96	000	99	800	115	000	159	000	-		200	000	234	000
M 20	245	80	800	98	000	103	000	122	000	127	000	147	000	203	000	-		255	000	299	000
M 22	303	100	000	121	000	127	000	152	000	158	000	182	000	252	000	-		315	000	370	000
M 24	353	116	000	141	000	148	000	176	000	184	000	212	000	293	000	-		367	000	431	000
M 27	459	152	000	184	000	193	000	230	000	239	000	275	000	381	000	-		477	000	560	000
M 30	561	185	000	224	000	236	000	280	000	292	000	337	000	466	000	-		583	000	684	000
M 33	694	229	000	278	000	292	000	347	000	361	000	416	000	576	000	-		722	000	847	000
M 36	817	270	000	327	000	343	000	408	000	425	000	490	000	678	000	-		850	000	997	000
M 39	976	322	000	390	000	410	000	488	000	508	000	586	000	810	000	-		1020	000	1200	000

1: Für Stahlbauschrauben gilt 70000, 95500 bzw. 130000 N.

Tabelle 24: Mindestbruchkräfte für metrisches ISO-Feingewinde

Gewinde	Nenn-Spannungs-querschnitt A_s[mm]	Festigkeitsklassen
Gewinde	Nenn-Spannungs-querschnitt A_s[mm]	3.6		4.6		4.8		5.6		5.8		6.8		8.8		9.8		10.9		12.9
M 8 x 1	39,2	12	900	15	700	16	500	19	600	20	400	23	500	31	360	35	300	40	800	47	800
M 10 x 1	64,5	21	300	25	800	27	100	32	300	33	500	38	700	51	600	58	100	67	100	78	700
M 10 x 1,25	61,2	20	200	24	500	25	700	30	600	31	800	36	700	49	000	55	100	63	600	74	700
M 12 x 1,25	92,1	30	400	36	800	38	700	46	100	47	800	55	300	73	700	82	900	95	800	112	400
M 12 x 1,5	88,1	29	100	35	200	37	000	44	100	45	800	52	900	70	800	79	300	91	600	107	500
M 14 x 1,5	125	41	200	50	000	52	500	62	500	65	000	75	000	100	000	112	000	130	000	152	000
M 16 x 1,5	167	55	100	66	800	70	100	83	500	86	800	100	000	134	000	150	000	174	000	204	000
M 18 x 1,5	216	71	300	86	400	90	700	108	000	112	000	130	000	179	000	-		225	000	264	000
M 20 x 1,5	272	89	800	109	000	114	000	136	000	141	000	163	000	226	000	-		283	000	332	000
M 22 x 1,5	333	110	000	133	000	140	000	166	000	173	000	200	000	276	000	-		346	000	406	000
M 24 x2	384	127	000	154	000	161	000	192	000	200	000	230	000	319	000	-		399	000	469	000
M 27 x2	496	164	000	194	000	208	000	248	000	258	000	298	000	412	000	-		516	000	605	000
M 30 x 2	621	205	000	248	000	261	000	310	000	323	000	373	000	515	000	-		646	000	758	000
M 33 x 2	761	251	000	304	000	320	000	380	000	396	000	457	000	632	000	-		791	000	928	000
M 36 x3	865	285	000	346	000	363	000	432	000	450	000	519	000	718	000	-		900	000	1055	000
M 39 x 3	1030	340	000	412	000	433	000	515	000	536	000	618	000	855	000	-		1070	000	1260	000

3.4.6 Zusammenfassung (mech. Eigenschaften Stahlschrauben)(nach oben)

Bezeichnungssystem der Festigkeitsklassen

Die wichtigsten mechanischen Eigenschaften werden bei Schrauben aus Stahl durch eine zweistellige Zahlenkombination benannt. Die erste Zahl gibt 1/100 der Mindestzugfestigkeit in N/mm² Spannungsquerschnitt an.		Die zweite Zahl gibt das 10fache des Verhältnisses der unteren Streckgrenze ₍R_elbzw. R_p=0,2)zur Nennzugfestigkeit R_m (Streckgrenzenverhältnis) an. Multiplikation beider Zahlen ergibt 1/10 der Mindeststreckgrenze in N/mm².
Zugfestigkeit 8 x 100 = 800 N/mm²	8.8	Streckgrenze 8 x 8 x 10 = 640 N/mm²
Zugfestigkeit 10 x 100 = 1000 N/mm²	10.9	Streckgrenze 10 x 9 x 10 = 900 N/mm²
Zugfestigkeit 12 x 100 = 1200 N/mm²	12.9	Streckgrenze 12 x 9 x 10 = 1080 N/mm²

Achtung: Bei Schrauben mit Senkköpfen gelten reduzierte Werte!

Tabelle 25: Mechanische Eigenschaften von Schrauben

Eigenschaften Festigkeitsklassen			3.6	4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8		10.9	12.9
Eigenschaften Festigkeitsklassen			3.6	4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	≤ M 16*	> M 16*	10.9	12.9
Zugfestigkeit ** in N/mm²	Nennwert		300	400		500		600	800		1000	1200
Zugfestigkeit ** in N/mm²	min.		330	400	420	500	520	600	800	830	1040	1220
Streckgrenze in N/mm²	Nennwert		180	240	320	300	400	480	-	-	-	-
Streckgrenze in N/mm²	min.		190	240	340	300	420	480	-	-	-	-
0,2 % Dehngrenze **	Nennwert		-						640	640	900	1080
0,2 % Dehngrenze **	min.		-						640	660	940	1100
Untere Streckgrenze Rel 0,2 - Dehngrenze RP=0,2 bei erhöhten Temperaturen in N/mm² (ISO 898-1,Tab. A1)		+ 100 °C	-	-	-	270	-	-	590		875	1020
		+ 200 °C	-	-	-	230	-	-	540		790	925
		+ 250 °C	-	-	-	215	-	-	510		745	875
		+ 300 °C	-	-	-	195	-	-	480		705	825
Bruchdehnung A in % **	min		25	22	-	20	-	-	12		9	8
Härte Vickers (F ≤ 98 N) HV min-max *			95-220 250	120-220 250	130-220 250	155-220 250	160-220 250	190-250	250-320	255-335	320-380	385-435
Härte Brinell (F = 30 D2) **	HB min-max ***		90-209 238	114-209 238	124-209 238	147-209 238	152-209 238	181-238	238-304	242-318	304-361	366-414
Härte Rockwell **	HRB min-max *** HRC min-max		52-95 99,5 -	67-95 99,5 -	71-95 99,5 -	79-95 99,5 -	82-95 99,5 -	89- 99,5 -	- 22-32	- 23-34	- 32-39	- 39-44
* Stahlbauschrauben ≤ M 12 / > M 12 Werte gelten bei Raumtemperatur ca. + 20° C. (Definitionen der Begriffe: Kap. 3.3.1 * Max.-Wert am Schraubenende

Lesen Sie auch: Kapitel 3.3.1 - Definition von Zugfestigkeit, Streckgrenze, 0,2% Dehngrenze

3.5 Mechanische Eigenschaften von Stahlmuttern(nach oben)

Die DIN-Produkt- und Funktionsnormen für Muttern werden auf ISO-Normen umgestellt. In der Übergangszeit werden demzufolge Normen für bisherige DIN- und für neue ISO-Mutternausführungen nebeneinander im Markt sein. Informationen über Veränderungen, die die Umstellung auf internationale Normen mit sich bringt, siehe unter: "Normenumstellung DIN ' ISO" (Kapitel 1.4).

Muttern werden nach drei Belastungsgruppen unterschieden - jeder Belastungsgruppe ist ein gesondertes Bezeichnungssystem für die Festigkeitsklasse zugeordnet, das die Belastungsgruppe klar erkennbar macht. Hinweis: D steht für den Durchmesser, z.B. Mutter Durchmesser 10 mm, falls Mutternhöhe = (0,8 * D) = 8 mm liegt eine Normalhöhe nach Ziffer 1 vor.

1. Muttern mit Nennhöhe 0,8 D (D = Nennmaß)	(mit v o l l e r Belastbarkeit)
\|8\| 8	1. Muttern mit Nennhöhe ~ 0,8 D z. B. Muttern DIN 555, 934... Prüfkräfte DIN 267-4 2. Muttern mit Nennhöhe 0,8 D z. B. Muttern ISO 4032, 8673... Prüfkräfte ISO 898-2 Kennzeichnung/Erkennung: eine Zahl, z. B. (8 = 1/100 der Prüfspannung in N/mm² - IxI = Markierung für DIN-Muttern) Diese Muttern müssen in einer Verbindung mit Schrauben der Festigkeitsklasse 8.8 die volle Ausnutzung der Vorspannung an der Streckgrenze aushalten.
2. Muttern mit Nennhöhe ≥ 0,5 D und < 0,8 D	(mit e i n g e s c h r ä n k t e r Belastbarkeit)
05	Mindestmutternhöhe = 0,5D - bis 0,8D Hierzu gehören z.B. Muttern ISO 4035, 8675, DIN 439-2. Festgelegte Prüfkräfte ISO 898-2 Kennzeichnung/Erkennung: Kennzahl für 1/100 der Prüfspannung mit vorgesetzter 0, z. B. Die vorgesetzte 0 zeigt an, dass Muttern dieser Gruppe die Kraft einer Schraube wegen geringer Bauhöhe nicht oder nur eingeschränkt aushalten können.
3. Muttern mit Nennhöhe < 0,5 D	(o h n e f e s t g e l e g t e Belastbarkeit)
17H	Mindestmutternhöhe = unter 0,5D In diese Gruppe fallen Muttern für leichte Verbindungen oder Befestigungen ohne festgelegte Belastungswerte (z.B. DIN 562) Aussage der Bezeichnung, z.B. 17H: 1/10 der Mindesthärte nach Vickers

Kennzeichnung zur Identifizierung
Sechskantmuttern der Belastungsgruppen 1 und 2 ab Gewindedurchmesser M 5 sind außer dem Herkunftszeichen mit einem Festigkeitsklassen-Kennzeichen zu versehen - entweder mit Zahlen entsprechend obigen Beispiel oder mit Strichsymbolen im Uhrzeigersystem. (=> ISO 898-2 / Tab. 8) Eine Kennzeichnung von Muttern der Belastungsgruppe 3 ist nicht vorgesehen.

3.6 Kennzeichnung von Stahlschrauben(nach oben)

Nach Norm sind Schrauben ab Gewindedurchmesser M 5 mit einem Herkunfts-Kennzeichen und mit dem Festigkeitsklassen-Kennzeichen wie folgt zu versehen. Aus Platzgründen darf eine Kennzeichnung im Uhrzeigersinn angewandt werden (=> ISO 898-1/11.99, Tabelle 15):

z.B. 8.8 = Festigkeit | XYZ = Produzent

Sechskantschraubenund Schrauben mit

Außensechskantin allen Festigkeitsklassen möglichst auf dem Kopf,erhöht (1) oder eingeschlagen (2)

Zylinderschraubenmit Innensechskant und mit

Innensechsrundsowie Flachrundschrauben DIN 603 ab Festigkeitsklasse 8.8möglichst auf dem Kopf (3, 4) erhöht oder eingeschlagen(5)

Stiftschrauben 5.6und ab Festigkeitsklasse 8.8 auf

dem Schaft (6) oderauf der Kuppe des Mutternendes (7) eingeschlagen. Bei Platzmangelkönnen Symbole

eingeschlagen werden, und zwar für

5.6 = -, 8.8 = , für 10.9 = und für 12.9 =

3.7 Kennzeichnung von Stahlmuttern(nach oben)

Festigkeit	04	05	4	5	6	8	9	10	12
Einprägender Festigkeits-klasse	04	05	4	5	6	8	9	10	12
oder Prägung im Uhrzeiger-sinn

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