Hochfeste Sechskantschrauben: Normen, Güteklassen und mechanische Eigenschaften

Hochfeste Sechskantschrauben, die gemeinhin als hochfeste Außensechskantschrauben bezeichnet werden, sind aufgrund ihrer überlegenen Klemmkraft und Zuverlässigkeit wichtige Verbindungselemente, die in anspruchsvollen Anwendungen wie Windkraftanlagen, großen Maschinen und Stahlkonstruktionen eingesetzt werden.

1. Hauptnormen und Spezifikationen

Die wichtigste nationale Norm in China, die die Abmessungen und technischen Anforderungen für Sechskantschrauben regelt, ist GB/T 5782 (entspricht internationalen Normen wie z. B. DIN 931Diese Norm umfasst Schrauben mit Gewindegrößen von M1,6 bis M64.

Für hochfeste Schrauben Für kritische Anwendungen wie Stahlkonstruktionen ist die Norm GB/T 1231 (für große Sechskantschrauben in Stahlkonstruktionen) von besonderer Bedeutung. Eine neue Fassung, GB/T 1231-2024, wurde kürzlich verabschiedet und tritt am 1. April 2025 in Kraft. Sie ersetzt die Fassung von 2006.

2. Stärkegrade und ihre Bedeutung

Die Festigkeitsklasse einer Schraube wird durch eine zweistellige Kennzeichnung auf dem Schraubenkopf angegeben.

Die erste Ziffer (z. B. die „8“ in 8.8) steht für 1/100 der nominellen Zugfestigkeit (Rm) der Schraube in MPa. Die Güteklasse 8.8 bedeutet somit eine nominelle Zugfestigkeit von 800 MPa.

Die zweite Zahl (z. B. die zweite „8“ in 8.8) gibt das Verhältnis der nominellen Streckgrenze (Rp₀.₂) zur nominellen Zugfestigkeit (Streckgrenze) an. Das Produkt dieser beiden Zahlen ergibt die nominelle Streckgrenze. Für eine Schraube der Festigkeitsklasse 8.8: Streckgrenze ≈ 800 MPa × 0,8 = 640 MPa.

Schrauben mit einer Festigkeitsklasse von 8,8 und höher (z. B. 8,8, 9,8, 10,9, 12,9) gelten als hochfeste Schrauben. Sie werden typischerweise aus mittelgekohltem Stahl oder niedriggekohltem legiertem Stahl gefertigt und müssen einer Wärmebehandlung (Abschrecken und Anlassen) unterzogen werden, um ihre mechanischen Eigenschaften zu erzielen.

3. Mechanische Eigenschaften gängiger hochfester Stahlsorten

Die mechanischen Eigenschaften variieren je nach Güteklasse erheblich. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Eigenschaften gängiger hochfester Sechskantschrauben auf Basis der bereitgestellten Daten, insbesondere aus GB/T 5782 und verwandten Normen, zusammen.

Mechanische Eigenschaften hochfester Sechskantschrauben (Typische Werte)

    Güteklasse 8.8: Dies ist eine gängige hochfeste Güteklasse. Laut Suchergebnissen beträgt ihre Mindestzugfestigkeit 830 MPa und ihre Mindeststreckgrenze 660 MPa. Die Härte muss kontrolliert werden, um die einwandfreie Funktion zu gewährleisten; die Oberflächenhärte sollte die Kernhärte um nicht mehr als 30 HV überschreiten.

Güteklasse 10.9: Diese Güteklasse bietet eine höhere Festigkeit. Die neue Norm GB/T 1231-2024 hat die obere Zugfestigkeitsgrenze von 1240 MPa auf 1190 MPa gesenkt und fordert eine höhere Querschnittsverringerung (≥48%).

   Note 12,9Dies ist eine noch höhere Güteklasse, die häufig aus legierten Stählen wie 35CrMoA oder 42CrMo hergestellt wird.

4. Wichtige Material- und Prüfnormen

Die mechanischen Eigenschaften werden durch spezifische Materialien und Verfahren erzielt:

Werkstoffe: Gängige Werkstoffe für hochfeste Schrauben sind mittelgekohlter Stahl (z. B. Stahl 45 für die Festigkeitsklasse 8.8), niedriggekohlte legierte Stähle wie 35VB, 20MnTiB und höherwertige Legierungen wie 42CrMo und 40CrMo (insbesondere für die Festigkeitsklassen 10.9S und 12.9, die jetzt explizit in GB/T 1231-2024 aufgeführt sind).

Wärmebehandlung: Hochfeste Schrauben werden vergütet. Beispielsweise sollte die Anlasstemperatur für Schrauben der Festigkeitsklasse 8.8 mindestens 425 °C betragen.

Oberflächenbehandlung: Gängige Beschichtungen sind Verzinken, Dacromet (Geomet), Brünieren und Vernickeln. Beachten Sie, dass neue Umweltauflagen bestimmte Beschichtungen wie Cadmium schrittweise auslaufen lassen.

Prüfung: Die Prüfung der mechanischen Eigenschaften erfolgt nach Normen wie GB/T 3098.1. Zu den wichtigsten Prüfungen gehören:

Zugversuch: Misst die Zugfestigkeit und die Streckgrenze.

Härteprüfung: (Rockwell, Vickers oder Brinell) durchgeführt am Schraubenkopf oder am unverschraubten Schaft.

Drehmomentkoeffizientenprüfung: Entscheidend für Konstruktionsschrauben, um die korrekte Vorspannung bei der Montage sicherzustellen. Die neue Norm GB/T 1231-2024 führt den Variationskoeffizienten ein (≤ 0,077), um die Chargenkonsistenz im Vergleich zur Standardabweichung besser beurteilen zu können.

Inspektion von Oberflächenmängeln: Regelt durch Normen wie GB/T 16936.

5. Wichtige Aktualisierungen im neuen Standard GB/T 1231-2024

Der kommende Standard GB/T 1231-2024 führt mehrere bedeutende Änderungen ein:

Erweitertes Größenspektrum: Umfasst jetzt Größen bis M36 (vorher M30).

Materialoptimierung: 42CrMo und ML40CrMo wurden als zugelassene Werkstoffe hinzugefügt.

Überarbeitete mechanische Eigenschaften: Angepasste Zugfestigkeitsgrenzen für 10.9S und verstärkte Reduzierung der Flächenanforderungen.

Erweiterte Prüfverfahren: Führt Entkohlungs-/Aufkohlungstests ein und schreibt mehr Rückverfolgbarkeitsinformationen (z. B. QR-Codes) auf Etiketten vor.

Strengere Kontrolle: Senkt die zulässige Drehzahl für Drehmomentkoeffizientenprüfungen (

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass hochfeste Außensechskantschrauben in Festigkeitsklassen wie 8.8, 10.9 und 12.9 eingeteilt werden. Jede dieser Klassen kennzeichnet spezifische Zug- und Streckgrenzen, die durch Legierung und Wärmebehandlung erreicht werden. Sie unterliegen Normen wie GB/T 5782 für die Abmessungen sowie GB/T 3098.1 und GB/T 1231 für ihre mechanischen Eigenschaften und Prüfverfahren. Letztere Norm wird 2025 wichtige Aktualisierungen erfahren, um die Zuverlässigkeit und die Qualitätskontrolle zu verbessern.