Werkstoffe - TRIBOLOGY-ABC

1 InformationenWerkstoffeF r den Anwender ist die Belastbarkeit der Verbindungsteile und damit ihre mechani-schen Eigenschaften entscheidend. Diese Eigenschaften werden nicht nur durch denverwendeten Werkstoff bestimmt, sondern auch durch den Herstellungsprozess, bei demsich die Materialeigenschaften ver ndern k Drahtabschnitt des Vormaterials hat andere Eigenschaften als die fertige Schraube,die kaltumgeformt und verg tet Hersteller w hlt den Werkstoff innerhalb der Normvorgaben aus, mit dem er beidem fertigen Teil die geforderten Eigenschaften erreicht und liefert.(Verantwortung des Herstellers bzw. Lieferanten)Der Anwender w hlt die Festigkeitsklasse aus, die f r seinen Anwendungsfall dierichtigen mechanischen Eigenschaften hat.(Verantwortung des Konstrukteurs)Schrauben aus StahlF r Schrauben werden 10 Festigkeitsklassen Festigkeitsklassen werden mit zweiZahlen erste Zahl ist die Mindestzugfestigkeit inN/mm2 zweite Zahl ist das Verh ltnis der unterenStreckgrenze (oder 0,2 Dehngrenze)

2 ZurZugfestigkeit der Festigkeitsklasse auf d>16 mm 16 mm300400500600 800 800 1000 1200330 400 420 500 520 600 800 830 1040 122095 120 130 155 160 190 250 255 320 385220250 320 335 380 43590 114 124 147 152 181 238 242 304 366209238 304 318 361 414526771798289 2223323995,099,5 32 34 39 44 180240320300400480 190240340300420480 640 640 900 1080 640 660 940 11000,94 0,94 0,91 0,93 0,90 0,92 0,91 0,91 0,88 0,88180 225 310 280 380 440 580 600 830 970 siehe ISO 898-72522 20 12129 8 524844 Die Werte unter Schr gzugbelastung f r ganze Schrauben (nicht Stiftschrauben)d rfen die angegebenen Mindestzugfestigkeiten nicht unterschreiten.

3 25 30 30 20 15kein Bruch 1/2H12/3H13/4H1 0,015 H rteabfall max. 20 HVin bereinstimmung mit ISO 6157-1 oder ISO 6157-3, soweit zutreffendMechanische und physikalische EigenschaftenMechanische und physikalischeEigenschaftenNennzugfestigk eit Rm NennN/mm2 Mindestzugfestigkeit Rm minN/mm2 Vickersh rte 98 rte 30 rte chenh rte HV 0,3 StreckgrenzeNennwertReLin ,2%-Dehnungsgrenze NennwertRp 0,2in unterSp/ReL o. Sp/Rp 0,2Pr fkraftSpBruchdrehmoment, MBN m , A in % rung, Z% unter Schr g-zugbelastungKerbschlagarbeit, KUJ gigkeitMindesth he der nicht entkohltenGewindezone EMaximale Tiefe dermmAuskohlung GH rte nach WiederanlassenOberfl chenzustandAuszug aus DIN EN ISO InformationenKennzeichnung f r Schrauben aus Stahlaus DIN EN ISO und Au ensechsrund (Torx)alle Festigkeitsklassen ab Gewindedurchmesser M5mit Hersteller (a) und Festigkeitsklasse (b)

4 Zylinderschrauben mit Innensechskant undInnensechsrund f r und h her ab Gewinde-durchmesser M5 mit Hersteller und FestigkeitsklasseStiftschrauben , und h herab Gewindedurchmesser M5mit Hersteller und Festigkeitsklasseoder KennzeichenFlachrundschrauben mit und h her ab Gewindedurchmesser M5mit Hersteller und FestigkeitsklasseKleine Schrauben und andere KopfformenKennzeichnung nach dem Uhrzeigersystem12-Uhr-Position durch einen Punkt oder dasHerstellerzeichen (a).Die Festigkeitsklasse ist durch einen Strich (b)gekennzeichnetSchrauben mit Linksgewinde sind mit einem Pfeilauf dem Kopf oder am Gewindeende oder mitEinkerbungen am Sechskant + InformationenM 30,55,03 260030004000 5200 57005800M 3,50,66,78 355040505400 7050 77007800M 40,78,78 455052507000 9150 10000 10100M 50,814,2 82509500 12140 14800 16200 16300M 6120,1 11700 13500 17200 20900 22900 23100M 7128,9 16800 19400 24700 30100 32900 33200M 81,25 36,6 21600 24900 31800 38100 41700 42500M 101,558,0 34200 39400 50500 60300 66100 67300M 121,75 84,3 51400 59000 74200 88500 98600 100300M 142115 70200 80500 101200 120800 134600 136900M 162157 95800 109900 138200 164900 183700 186800M 182.

5 5 19297900 121000 138200 176600 170900 203500 230400M 202,5 245125000 154400 176400 225400 218100 259700 294000M 222,5 303154500 190900 218200 278800 269700 321200 363600M 243353180000 222400 254200 324800 314200 374200 423600M 273459234100 289200 330500 422300 408500 486500 550800M 303,5 561286100 353400 403900 516100 499100 594700 673200M 333,5 694353900 437200 499700 638500 617700 735600 832800M 364817416700 514700 588200 751600 727100 688000 980400M 394976497800 614900 702700 897900 868600 1035000 1171000Ge- Ge- Nenn-Festigkeitsklassewinde winde- span-4568 10 12stei- nungs-gung quer-schnittPr fkraft (ASx Sp), NdesPr fdornsASmmmm2 Typ 1 Typ 1 Typ 1 Typ 1 Typ 2 Typ 1 Typ 1 Typ 2 Muttern aus StahlBei den Festigkeitsklassen f r Muttern wird nur eine Kennzahl angegeben.

6 DieseZahl gibt der Pr fspannung in N/mm2an. Das entspricht der Mindest-zugfestigkeit der dazugeh rigen Schraube. Eine Schraube der Festigkeitsklasse wird mit einer Mutter der Festigkeitsklasse 8 (oder h her) gepaart. Die Schraube kann in dieser Verbindung bis zur Streckgrenzebelastet ist bei Muttern mit eingeschr nkter Belastbarkeit ( 05), f r Muttern mitH rteangaben ( 14 H) und f r Muttern nach DIN 934 (l8l) nicht der Fall.(Hinweis: siehe n chste Seite)Pr fkr fte f r Muttern ISO 4032 mit RegelgewindeAuszug aus DIN EN InformationenKennzeichnung f r Muttern mit Festigkeitsklassenaus DIN EN ISO 20898-2 Sechskantmuttern aller Festigkeitsklassenab Gewindedurchmesser M5auf der Auflage- oder Schl sselfl cheKennzeichnung nach dem 12-Uhr-Position wird durch einen Punkt oderdas Herstellerzeichen festgelegt,die Festigkeitsklasse durch einen mit Nennh hen 0,5 D jedoch < 0,8 Dwerden mit einer zweistelligen Belastbarkeit dieser Muttern ist eingeschr mit Linksgewinde werden mit einemPfeil auf der Auflagefl che vertieftgekennzeichnet oder mit mit eingeschr nkter BelastbarkeitMuttern nach DIN 934(mit Nennh hen von ca.)

7 0,8 d) sind nicht mit Sicherheit bis zurStreckgrenze der dazugeh rigen Schraube belastbar. Zur Unterscheidung wird dieKennzeichnung der Festigkeitsklasse durch zwei senkrechte Balken vor und hinter derKennzahl erg nzt, I8I statt mit Nennh hen 0,5 D, jedoch < 0,8 d werden mit den Festigkeitsklassen 04 und05 gekennzeichnet. F r diese flachen Muttern sind in DIN EN 20898-2 Pr fkr fte undAbstreiffestigkeiten InformationenFestigkeitsklassePr fspannung der MutterMindestspannung in der Schraube vor demder MutterN/mm2 Abstreifen in N/mm2bei Paarung mit Schraubender EigenschaftFestigkeitsklasse11H14 H17 H22 HVickersh rte HV rte HB H22 H33 H45 HVickersh rte HV Muttern werden mit den Zahlen der Festigkeitsklassen gekennzeichnet,also mit 04 oder r Muttern mit H rteklassensind keine Pr fkr fte festgelegt. Die Festigkeitsklassenwerden nach der Mindesth rte benannt.

8 Die Zahlen geben 1/10 der Mindesth rte nachVickers HV 5 und hnliche nicht auf Zug beanspruchte Gewindeteile ausKohlenstoffstahl und aus legiertem Stahl sind nach DIN EN ISO 898 Teil 5 Festigkeitsklassen orientieren sich an den H rten nach Kennzeichnung mit der Festigkeitsklasse ist f r diese Teile nicht mit Schlitz und KegelkuppeGewindestift mit Innensechskant und Kegelkuppeaus DIN EN ISO 898-5aus DIN 267-24aus DIN EN ISO InformationenSchrauben und Muttern aus nichtrostenden St hlenNeben den blichen Festigkeitsklassen werden h ufig Verbindungselemente ausnichtrostendem Stahl eingesetzt. Dieses Material hat eine hohe Funktionssicherheit undeine lange niedriglegierten St hlen bildet sich auf der Oberfl che Eisenoxyd (Rost). Bei legiertenSt hlen mit einem Chromanteil ab 12 % bildet sich Chromoxyd. Diese Verbindung sch tztdie Oberfl che vor Korrosion.

9 Der Stahl ist rostbest rost- und s urebest ndigen Verbindungselemente werden nach DIN EN ISO 3506 Teil 1 in Stahlgruppen, Stahlsorten und Festigkeitsklassen f r nichtrostende SchraubenFerritische St hle F1 sind magnetisch. Martensitische St hle C1, C3 und C4 sind h rtbar,aber nur begrenzt korrosionsbest ndig. Austenitische St hle mit den Bezeichnungen A2 und A4 werden am h ufigsten MutternTyp 1 NiedrigeMutternweichkaltver-festigthoch- festweich ver-g tetver-g tetweichver-g tetver-g tetweichkaltver-festigtaus DIN EN ISO InformationenAsteht f r Austenitischen Chrom-Nickel-Stahlmit einem Legierungsbestandteil von15 20 % Chrom und 5 15 % r spanabhebende Bearbeitung mit ca. 2 % eine geringere Korrosionsbest ufig eingesetzte Stahlsorte mit ca. 18 % Chrom und ca. 8 % Rostbest ndigkeit. Nicht geeignet f r salz- und chlorhaltiges Wasser.

10 A3 Eigenschaften wie mit Ti, Nb oder Ta, dadurch auch bei hohenTemperaturen keine ufig eingesetzter Werkstoff. S urebest ndig durch 2-3 % Molybd wie A4, jedoch stabilisiert wie aus diesen Stahlsorten werden in die Festigkeitsklassen 50, 70 und 80eingeteilt. Diese Zahlen geben 1/10 der Mindestzugfestigkeit in Eigenschaften von Schrauben aus austenitischen St hlenaus DIN EN ISO 3506 - 1-3 StahlgruppeStahlsorteFestigkeits- Durchmesser- Zugfestigkeit 0,2%-Dehn-Bruch-klassebereichRm1)grenzed ehnungN/mm2Rp 0,21)A2) M 395002100,6 dAustenitischA1, A2, A3,70 M 243)7004500,4 dA4, A580 M 243)8006000,3 d1) Die Zugspannung ist bezogen auf den Spannungsquerschnit berechnet2) Die Bruchdehnung ist an der jeweiligen L nge der Schraube und nicht an abgedrehten Proben zubestimmen. dist der Nenndurchmesser3) F r Verbindungselemente mit Gewinde-Nenndurchmessern d > 24 mm m ssen die mechanischen Eigen-schaften zwischen Anwender und Hersteller vereinbart werden.