Schrauben sind unverzichtbare Elemente bei der industriellen Montage, aber ihre Wirksamkeit hängt weitgehend von den verwendeten Materialien, ihren mechanischen Eigenschaften und dem Produktionsprozess ab. In diesem Artikel befassen wir uns mit Werkstoffzertifizierungen, der Klassifizierung von Schrauben nach ihrer Festigkeit und ihren Anwendungseigenschaften, wobei wir uns auf internationale Normen konzentrieren.
Werkstoffe und Prüfzertifikate
Die mechanischen Eigenschaften von Schrauben, wie z. B. die Tragfähigkeit, hängen sowohl vom verwendeten Material als auch vom Herstellungsverfahren ab. So ändern sich beispielsweise die ursprünglichen Gewindeeigenschaften des Werkstoffs nach Prozessen wie Kaltverformung und Wärmebehandlung.
Rollen und Verantwortlichkeiten:
- Hersteller oder Lieferant: Wählt das Material aus, das den Standardspezifikationen entspricht, um die erforderlichen Eigenschaften des Endprodukts zu erreichen.
- Konstrukteur: Wählt die geeignete Festigkeitsklasse für die Anwendung aus.
Festigkeitsklassen von Stahlschrauben
Stahlschrauben werden in 10 Festigkeitsklassen eingeteilt, die durch zwei Zahlen, getrennt durch einen Punkt, angegeben werden.
Die Klasse 5.6 bedeutet zum Beispiel:
- Mindestzugfestigkeit: 5 × 100 N/mm² = 500 N/mm².
- Streckgrenze: 6 × 500 : 10 = 300 N/mm²
Tabelle der Festigkeitsklassen
Die den Festigkeitsklassen zugeordneten mechanischen Eigenschaften sind in der DIN EN ISO 898-1 geregelt, die auch die Kennzeichnung vorschreibt:
- Sechskantschrauben: Herstellerkennzeichnung und Festigkeitsklasse.
- Selbstfurchende Schrauben: Kennzeichnung mit spezifischen Symbolen und einer Linie für die Festigkeitsklasse.
- Schrauben mit verminderter Tragfähigkeit: Kennzeichnung mit einer führenden Null (z.B. 012.9).
Festigkeitsklassen (Quelle: DIN EN ISO 898-1)
Mechanische und physikalische Eigenschaften, die den Festigkeitsklassen zugeordnet sind (Quelle: DIN EN ISO 898-1)
Nichtrostende Schrauben: Klassifizierung und Werkstoffe
Nichtrostende Schrauben werden nach DIN EN ISO 3506 klassifiziert, die die Schrauben in Stahlgruppen, Stahlsorten und Festigkeitsklassen einteilt.
Hier ein Überblick über die wichtigsten Werkstoffe:
Austenitische Stähle (A2, A4, A8)
- Chromgehalt 15-20% und Nickel 5-15%.
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und gute Duktilität.
- A2 und A4 sind die gebräuchlichsten.
- A2: Gute Korrosionsbeständigkeit, aber nicht für Salz- oder Chlorwasser geeignet.
- A4: Hervorragende Beständigkeit aufgrund des Molybdängehalts (2-3%), teilweise für Meeresumgebungen geeignet.
- A8: Noch höhere Beständigkeit, ideal für Salzwasser, Schwimmbäder und Meeresumgebungen.
Ferritische Stähle (F1)
- Magnetisch und kalt härtbar.
- Gute Korrosionsbeständigkeit bei allgemeinen Anwendungen.
Martensitische Stähle (C1, C2, C3)
- Härtbar durch Wärmebehandlung.
- Geringe Duktilität und geringere Korrosionsbeständigkeit als austenitische Stähle.
Duplex-Stähle
- Kombination aus austenitischen und ferritischen Phasen.
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und hohe mechanische Festigkeit.
- Magnetisch und kalt härtbar.
Kennzeichnung und Klassifizierung von nichtrostenden Schrauben
Schrauben aus nichtrostendem Stahl werden in die Festigkeitsklassen 50, 70, 80 und 100 eingeteilt, wobei die Zahl für 1/10 der Mindestzugfestigkeit in N/mm² steht.
Beispiel für eine Kennzeichnung:
Eine Schraube aus nichtrostendem Stahl A2-70:
- A2: Austenitischer Stahl mit guter Korrosionsbeständigkeit.
- 70: Mindestzugfestigkeit von 700 N/mm².
Bezeichnungssystem für rostfreie Schrauben (Quelle: DIN EN ISO 3506-1:2020-08)
Auswahl der richtigen Schraube für Ihre Anwendung
Die Auswahl der am besten geeigneten Schraube hängt von zahlreichen Faktoren ab, u. a:
- Betriebslast: Festigkeitsklassen garantieren die erforderliche Tragfähigkeit.
- Betriebsumgebung: A4- oder A8-Schrauben werden für aggressive oder maritime Umgebungen empfohlen.
- Korrosionsbeständigkeit: Duplex- und austenitische Stähle bieten einen besseren Schutz.
Schlussfolgerung
Die Kenntnis von Festigkeitsklassen, Kennzeichnungen und Werkstoffen ist unerlässlich, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Gewindeverbindungen zu gewährleisten. Internationale Normen wie DIN EN ISO 898-1 und DIN EN ISO 3506 bieten klare Richtlinien für die Auswahl und Auslegung von Schrauben entsprechend den Anwendungsanforderungen.
Eine Investition in die richtige Auswahl und Verwendung von Schrauben kann die Wartungskosten senken, die Leistung verbessern und langfristige Sicherheit gewährleisten.
Benötigen Sie technische Unterstützung oder ein bestimmtes Produkt?
Bildnachweis: Bollhoff GmbH
