Wie verstehe ich die "Stärke" von hochfesten Bolzen?
Was bedeuten die Festigkeitsklassen 8.8 und 10.9?
Wie bestimmt man die "Festigkeitsklasse" eines hochfesten Schraubbolzens?
Die Festigkeitsklasse eines hochfesten Schraubbolzens wird typischerweise auf dem Schraubenkopf mit einer numerischen Bezeichnung (z. B. Klasse 8.8, Klasse 10.9) angegeben. Sie dient als Kernindikator für seine mechanischen Eigenschaften. Diese Zahl, getrennt durch einen Dezimalpunkt, repräsentiert die "Zugfestigkeit" des Schraubbolzens und das Verhältnis seiner Streckgrenze zur Zugfestigkeit (Streckgrenzenverhältnis) bzw. Diese Zahlen spiegeln direkt die Tragfähigkeit und die Materialeigenschaften des Schraubbolzens wider.
Die spezifischen Bedeutungen von 8.8 und 10.9
Anhand der gängigen Beispiele 8.8 und 10.9 werden ihre numerischen Bedeutungen wie folgt aufgeschlüsselt:
Die Zahl vor dem Dezimalpunkt gibt die Mindestzugfestigkeit (σb) des Schraubbolzens in Megapascal (MPa) an.
Klasse 8.8: Eine "8" vor dem Dezimalpunkt bedeutet eine Mindestzugfestigkeit von 800 MPa (8 x 100) oder mehr.
Klasse 10.9: Eine "10" vor dem Dezimalpunkt bedeutet eine Mindestzugfestigkeit von 1000 MPa (10 x 100) oder mehr.
Hinweis: Zugfestigkeit ist die maximale Spannung, die ein Schraubbolzen aushalten kann, bevor er bricht. Je höher der Wert, desto größer ist die maximale Zugkraft, die der Schraubbolzen aushalten kann.
Die Zahl nach dem Dezimalpunkt gibt das Streckgrenzenverhältnis des Schraubbolzens (das Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit) an, das als "Streckgrenze = Zugfestigkeit x diese Zahl / 10" berechnet wird.
Klasse 8.8: Der Dezimalpunkt hat eine "8" und ein Streckgrenzenverhältnis von 0,8, sodass seine Mindeststreckgrenze ≥ 800 MPa x 0,8 = 640 MPa beträgt.
Klasse 10.9: Der Dezimalpunkt hat eine "9" und ein Streckgrenzenverhältnis von 0,9, sodass seine Mindeststreckgrenze ≥ 1000 MPa x 0,9 = 900 MPa beträgt.
Hinweis: Die Streckgrenze ist die Spannung, bei der der Schraubbolzen beginnt, sich plastisch (dauerhaft) zu verformen. Je höher der Wert, desto unwahrscheinlicher ist es, dass sich der Schraubbolzen unter Last verformt, und desto besser ist seine Sicherheit.
Zusätzliche Hinweise
Hochfeste Schraubbolzenklassen beginnen typischerweise bei 8.8 (z. B. 8.8, 9.8, 10.9, 12.9 usw.), wobei die Klasse 12.9 die höchste Festigkeit unter den gängigen Klassen aufweist (Zugfestigkeit ≥ 1200 MPa, Streckgrenze ≥ 1080 MPa).
Die Festigkeitsklassen sind nicht willkürlich; sie werden durch Materialauswahl (z. B. legierter Stahl) und Wärmebehandlungsverfahren (Abschrecken und Anlassen) erzielt und müssen durch strenge Prüfungen der mechanischen Eigenschaften (Zugversuch) verifiziert werden.
Bei der Auswahl einer Festigkeitsklasse ist es wichtig, diese an die tatsächlichen Lastanforderungen anzupassen. Beispielsweise wird die Klasse 10.9 häufig für schwere Anwendungen wie Brücken und Windkraftanlagen verwendet, während die Klasse 8.8 für allgemeine Industriemaschinen eingesetzt werden kann, um entweder eine "Überfestigkeit" mit Kostenverschwendung oder eine "Unterfestigkeit" mit Sicherheitsrisiken zu vermeiden.
Die Festigkeitsklassenmarkierung auf dem Schraubenkopf ermöglicht eine schnelle Identifizierung seiner Tragfähigkeit, was eine entscheidende Grundlage für die Projektauswahl und die Qualitätskontrolle darstellt.
