Mit Hilfe der Festigkeitsklassen werden Materialien und Baustoffe nach ihrer Festigkeit eingeteilt und benannt. Die Festigkeitsklassen werden auch als FK abgekürzt.
Bauholz Für Bauholz wurden im Zuge der Europäischen Normung die Festigkeitsklassen von Vollholz in EN 338 und von Brettschichtholz in EN 14080:2013 (EN 1194:1999-2013) neu geregelt. (Die DIN 1052:2004 (bereits semiprobabilistisches Sicherheitskonzept) enthielt gleiche Festigkeitsklassen mit leicht abweichenden Festigkeitskennwerten. Die Werte der zulässigen Spannungen in DIN 1052:1988 bezogen sich direkt auf die Sortierklassen.) Die Festigkeitsklassen für Nadelholz werden mit C (coniferes), für Brettschichtholz mit GL (glued laminated timber / glulam) und für Laubholz mit D, gefolgt von einer zweistelligen Zahl angegeben. Die Zahl entspricht dem charakteristischen Wert der Biegefestigkeit (fm,k) in Newton je Quadratmillimeter (N/mm²). Die Festigkeitsklasse ergibt sich bei Vollholz aus der Sortierklasse (DIN 4074 in Verbindung mit EN 1912), bzw. EN 14081 für Lamellen im Brettschichtholz.
Mineralische Baustoffe
Sowohl Beton, Mauersteine wie auch Zement werden nach Festigkeitsklassen unterteilt.
Schrauben, Muttern und Scheiben (Verbindungselemente) Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben aus üblichen Kohlenstoff- und legierten Stählen werden anhand der ISO 898 in Festigkeitsklassen unterteilt.
Für Verbindungselemente aus nichtrostenden Stählen erfolgt eine Zuordnung nach ISO 3506. Siehe unteren Abschnitt: Verbindungselemente aus nichtrostenden Stählen
Schrauben DIN EN ISO 898-1 Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl – Teil 1: Schrauben mit festgelegten Festigkeitsklassen – Regelgewinde und Feingewinde (ISO 898-1:2013); Deutsche Fassung EN ISO 898-1:2013 (2013-03)
+Tabelle 3 – Mechanische und physikalische Eigenschaften von SchraubenNrMechanische oder physikalische EigenschaftFestigkeitsklasse3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9d ≤ 16 mmd > 16 mmd ≤ 16 mm1Zugfestigkeit Rm, MPanom.40050060080090010001200min.400420500520600800830900104012202untere Streckgrenze ReL, MPanom.240 -300 - - - - - - -min.240 -300 - - - - - - -30,2-%-Dehngrenze Rp0,2, MPanom. - - - - -6406407209001080min. - - - - -640660720940110040,0048 d-Dehngrenze Rpf, MPanom. -320 -400480 - - - - -min. -340 -420480 - - - - - Die Festigkeitsklasse 3.6 ist nicht mehr enthalten und hier nur als Hinweis auf vorherige Normen angegeben.
Der Einsatz von (metallisch beschichteten) Schrauben der Festigkeitsklassen 10.9 und 12.9 (Muttern 10 und 12) ist uneingeschränkt möglich, wenn Maßnahmen getroffen werden zur Vermeidung von Wasserstoffversprödung gemäß ISO 9587 Metallic and other inorganic coatings – Pretreatment of iron and steel to reduce the risk of hydrogen embrittlement (2007-11-15).
Die Festigkeitsklasse von Schrauben wird durch zwei einzelne Ziffern bezeichnet, die durch einen Punkt getrennt sind, z. B. 4.6 oder 8.8.
Die folgenden Beispiele zeigen, wie die Zugfestigkeit und Streckgrenze , bzw. 0,2-%-Dehngrenze aus der Festigkeitsklasse ermittelt werden können. Bis einschließlich Festigkeitsklasse 6.8 wird die Streckgrenze angegeben, ab Festigkeitsklasse 8.8 die 0,2-%-Dehngrenze. Die Norm gibt eine für eine Abschätzung ausreichend genaue Faustformel an; die minimal geforderten Werte nach Tabelle für die Zugfestigkeit liegen teilweise höher.
Beispiel 1: Schraube der Festigkeitsklasse 4.6 Bestimmung der Zugfestigkeit : Die Zahl vor dem Punkt wird mit 100 multipliziert:
Bestimmung der Streckgrenze : Die beiden Zahlen werden miteinander multipliziert und dann nochmals mit 10 multipliziert:
Beispiel 2: Schraube der Festigkeitsklasse 12.9 Bestimmung der Zugfestigkeit : Die Zahl vor dem Punkt wird mit 100 multipliziert:
Bestimmung der 0,2-%-Dehngrenze : Die beiden Zahlen werden miteinander multipliziert und dann nochmals mit 10 multipliziert:
Muttern Die Festigkeitsklassen für Muttern entsprechen denen für Schrauben, jedoch wird zur Bezeichnung nur eine Ziffer verwendet. Diese gibt an, dass z. B. eine Mutter der Klasse 10 mit einer Schraube der Festigkeitsklasse 10.9 verwendet werden sollte.
DIN EN ISO 898-2 Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl – Teil 2: Muttern mit festgelegten Festigkeitsklassen (ISO 898-2:2022); Deutsche Fassung EN ISO 898-2:2022 (2023-02) +Tabelle 2 – Zuordnung von Muttern zu Festigkeitsklassen der SchraubenFestigkeitsklasse der Mutterhöchste Festigkeitsklasse der gepaarten Schraube55.866.888.81010.91212.9
Unterlegscheiben
DIN EN ISO 898-3 Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl – Teil 3: Flache Scheiben mit festgelegten Festigkeitsklassen (ISO 898-3:2018 + Amd 1:2020); Deutsche Fassung EN ISO 898-3:2018 + A1:2021 (2021-11)
+Tabelle 1 – Kombination von flachen Scheiben mit Festigkeitsklassen von Schrauben und MutternVerbindungselemente mit Gewinde nach ISO 898-1 und ISO 898-2Passende Festigkeitsklassen für flache ScheibenFestigkeitsklassen100HV200HV300HV380HVSchraubenMuttern4.6, 4.8, 5.6, 5.85EK6.86EK8.88EK9.8, 10.910EK12.912EKEK = empfohlene Kombination
Verbindungselemente aus nichtrostenden Stählen ISO 3506 legt Werkstoffgruppen bzw. Stahlgruppen für diese Verbindungsmittel fest und ordnet diese den Festigkeitsklassen zu.Verbindungstechnik Werkstoffe Schrauben und Muttern - Rost und säurebeständige Verbindungselemente (PDF; 0,5 MB). Abgerufen im April 2023. In: media.bossard.com
DIN EN ISO 3506-1 Mechanische Verbindungselemente – Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus korrosionsbeständigen nichtrostenden Stählen – Teil 1: Schrauben mit festgelegten Stahlsorten und Festigkeitsklassen (ISO 3506-1:2020); Deutsche Fassung EN ISO 3506-1:2020 (2020-08)
Hinweis: Die beiden folgenden Tabellen geben nicht die aktuelle Ausgabe der Norm wieder, sondern Ausgabe (2010-04). +Tabelle 2 – Mechanische Eigenschaften von Schrauben – Austenitische StahlsortenStahlgruppeStahlsorteFestigkeitsklasse Zugfestigkeit Rm min. MPa0,2-%-Dehngrenze Rp0,2 min. MPaBruchverlängerung A min. mmAustenitischA1, A2, A3, A4, A5505002100,6 d707004500,4 d808006000,3 d
+Tabelle 3 – Mechanische Eigenschaften für Schrauben – Martensitische und ferritische StahlsortenStahlgruppeStahlsorteFestigkeitsklasse Zugfestigkeit Rm min. MPa0,2-%-Dehngrenze Rp0,2 min. MPaBruchverlängerung A min. mmHärteHBHRCHVMartensitischC1505002500,2 d147 bis 209 -155 bis 220707004100,2 d209 bis 31420 bis 34220 bis 33011011008200,2 d -36 bis 45350 bis 440C3808006400,2 d228 bis 32321 bis 35240 bis 340C4505002500,2 d147 bis 209 -155 bis 220707004100,2 d209 bis 31420 bis 34220 bis 330FerritischF1454502500,2 d128 bis 209 -135 bis 220606004100,2 d171 bis 271 -180 bis 285
DIN EN ISO 3506-2 Mechanische Verbindungselemente – Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus korrosionsbeständigen nichtrostenden Stählen – Teil 2: Muttern mit festgelegten Stahlsorten und Festigkeitsklassen (ISO 3506-2:2020); Deutsche Fassung EN ISO 3506-2:2020 (2020-08)
DIN EN ISO 3506-3 Mechanische Verbindungselemente – Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus korrosionsbeständigen nichtrostenden Stählen – Teil 3: Gewindestifte und ähnliche nicht auf Zug beanspruchte Verbindungselemente (ISO 3506-3:2009); Deutsche Fassung EN ISO 3506-3:2009 (2010-04)
DIN EN ISO 3506-4 Mechanische Verbindungselemente – Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus korrosionsbeständigen nichtrostenden Stählen – Teil 4: Blechschrauben (ISO 3506-4:2009); Deutsche Fassung EN ISO 3506-4:2009 (2010-04)
DIN EN ISO 3506-5 Verbindungselemente – Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus nichtrostenden Stählen – Teil 5: Spezielle Verbindungselemente (einschließlich Verbindungselemente aus Nickellegierungen) für Hochtemperaturanwendungen (ISO 3506-5:2022); Deutsche Fassung EN ISO 3506-5:2023 (2024-02)
DIN EN ISO 3506-6 Mechanische Verbindungselemente – Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus korrosionsbeständigen nichtrostenden Stählen – Teil 6: Allgemeine Regeln für die Auswahl von nichtrostenden Stählen und Nickellegierungen für Verbindungselemente (ISO 3506-6:2020); Deutsche Fassung EN ISO 3506-6:2022 (2022-09)
Weblinks Die Festigkeitsklasse - Was sagt sie aus?, Blogbeitrag zur Berechnung von Festigkeitsklassen bei Schrauben und Muttern. In: befestigungsfuchs.de . In: wegertseder.com
Einzelnachweise
Kategorie:Werkstoffeigenschaft Kategorie:Klassifikation (Wirtschaft)