Schrauben auswählen: Werkstoffe und Festigkeitsklassen erklärt
Schrauben auswählen klingt einfach, bis auf der Verpackung „verzinkt“, „A2-70“ oder „10.9“ steht. Welche Ausführung brauchst du für dein Projekt? Muss es im Außenbereich immer Edelstahl sein? Und hält eine Schraube mit einer höheren Zahl automatisch besser?
Dieser Ratgeber erklärt dir die wichtigsten Werkstoffe, Beschichtungen und Festigkeitsklassen. Du erfährst, was A2, A4 und HCR bedeuten, wie sich galvanisch verzinkter und feuerverzinkter Stahl unterscheiden und was Angaben wie 8.8 oder A4-80 bedeuten.
Das Wichtigste vorab: Der Werkstoff, der Schutz vor Rost und die Festigkeit sind unterschiedliche Eigenschaften. Eine Schraube muss zu allen Anforderungen deiner Verbindung passen. Bei Dübeln und Ankern kommen der Untergrund und die Vorgaben des jeweiligen Befestigungssystems hinzu.
In diesem Beitrag
Werkstoff, Beschichtung und Festigkeit: Was ist der Unterschied?
Stell dir eine Schraube aus Stahl vor. Sie kann verzinkt sein und gleichzeitig die Festigkeitsklasse 8.8 haben. „Verzinkt“ beschreibt ihre Oberfläche. „8.8“ beschreibt ihre mechanischen Eigenschaften. Die Angaben beantworten also verschiedene Fragen.
| Angabe | Was sagt sie dir? | Beispiele |
|---|---|---|
| Werkstoff / Werkstoffgruppe | Aus welchem Material besteht das Verbindungselement? | Stahl, Edelstahl A2, Edelstahl A4, Werkstoff 1.4529 |
| Beschichtung | Welchen zusätzlichen Schutz hat die Oberfläche? | Galvanisch verzinkt, feuerverzinkt, zinklamellenbeschichtet |
| Festigkeitsklasse | Welche Festigkeitseigenschaften sind festgelegt? | 4.8, 8.8, 10.9, 12.9 oder bei Edelstahl beispielsweise 70 und 80 |
Merke: „Edelstahl“ allein ist keine vollständige Bestellangabe. Auch die genaue Ausführung, die Festigkeit und die Abmessungen müssen passen. Umgekehrt sagt eine Festigkeitsklasse wie 10.9 noch nichts über den Korrosionsschutz aus. [1]
Verzinkte Schrauben: galvanisch verzinkt oder feuerverzinkt?
Gewöhnlicher Stahl kann bei Feuchtigkeit rosten. Eine Zinkschicht schützt die Oberfläche und übernimmt zusätzlich eine Schutzfunktion, indem sich das Zink bevorzugt abbaut. Wie lange dieser Schutz reicht, hängt unter anderem von der Beschichtung und der Umgebung ab. [2]
Galvanisch verzinkt: eine häufige Ausführung für Innenräume
Bei der galvanischen Verzinkung wird eine dünne Zinkschicht mithilfe von elektrischem Strom aufgebracht. Die Oberfläche wirkt häufig glatt und silbrig. Zusätzliche Nachbehandlungen können den Schutz verbessern. [2]
Für viele Verbindungen in trockenen Innenräumen ist das eine wirtschaftliche Möglichkeit. Bei dauerhafter Bewitterung solltest du genauer hinsehen: Eine übliche dünne Verzinkung ist nicht automatisch für jahrelangen ungeschützten Außeneinsatz geeignet.
Feuerverzinkt: mehr Zink auf der Oberfläche
Beim Feuerverzinken werden die Teile in flüssiges Zink getaucht. Dabei entsteht in der Regel eine deutlich dickere Schutzschicht. Sie kann unter vergleichbaren Bedingungen länger schützen als eine dünne galvanische Verzinkung. [2]
Feuerverzinkte Verbindungselemente kommen beispielsweise bei geeigneten Stahlkonstruktionen draußen infrage. Wichtig sind aufeinander abgestimmte Schrauben und Muttern: Durch die dickere Zinkschicht muss die Gewindepassung berücksichtigt werden. [3]
| Merkmal | Galvanisch verzinkt | Feuerverzinkt |
|---|---|---|
| Schutzschicht | Meist dünner | Meist deutlich dicker |
| Oberfläche | Häufig glatt und glänzend | Häufig matter und weniger gleichmäßig |
| Auswahl für draußen | Beschichtung und konkrete Einsatzfreigabe sorgfältig prüfen | Bei passender Ausführung für viele Außenanwendungen geeignet |
| Wichtig beim Kauf | „Verzinkt“ allein beschreibt den Schutz nicht vollständig | Passende Mutter und Gewindetoleranz beachten |
Daneben gibt es zum Beispiel Zinklamellenbeschichtungen. Diese können bei technischen Schraubverbindungen eine Rolle spielen. Deshalb lohnt sich immer der Blick auf die vollständige Produktbeschreibung.
Edelstahl A2, A4 oder HCR: Welcher Werkstoff passt?
Bei nichtrostendem Edelstahl beruht die Korrosionsbeständigkeit auf dem Material selbst und einer dünnen Schutzschicht, die sich an seiner Oberfläche bildet. Trotzdem ist Edelstahl nicht gegen jede Umgebung beständig. Regen, salzhaltige Luft oder aggressive Reinigungsmittel können sehr unterschiedliche Anforderungen stellen.
Edelstahl A2: für viele normale Einsatzbedingungen
A2 ist eine verbreitete Edelstahlgruppe und kann bei vielen Anwendungen im Innenbereich und unter normalen Außenbedingungen geeignet sein. Bei Salz- oder Chloridbelastung stößt A2 jedoch schneller an Grenzen. Ob es für eine Befestigung passt, hängt auch von deren konkreter Ausführung und Freigabe ab. [4]
Ein Beispiel: Eine kleine Verbindung im Garten ohne Kontakt zu Streusalz oder Meerwasser stellt andere Anforderungen als eine Befestigung direkt an der Küste.
Edelstahl A4: höhere Korrosionsbeständigkeit als A2
A4 enthält zusätzlich Molybdän. Dadurch verbessert sich die Beständigkeit gegen bestimmte Korrosionsangriffe, insbesondere durch Chloride. A4 kommt deshalb bei anspruchsvolleren Umgebungen infrage. Eine pauschale Freigabe für jeden Kontakt mit Meerwasser, Säuren oder Schwimmbadluft ist das aber nicht. [5]
A2 oder A4? Prüfe zuerst, welchen Einflüssen die Verbindung tatsächlich ausgesetzt ist. Danach vergleichst du die passende Festigkeitsklasse und die Produktvorgaben.
HCR: für besonders anspruchsvolle Umgebungen
HCR steht für „High Corrosion Resistance“, also hohe Korrosionsbeständigkeit. In der Befestigungstechnik begegnet dir dabei beispielsweise der Werkstoff 1.4529. Er bietet eine hohe Beständigkeit gegen verschiedene Korrosionsarten und wird unter anderem bei anspruchsvollen Anwendungen in Schwimmhallen, Tunneln und Industrieanlagen eingesetzt. [6]
HCR ist keine einzelne Festigkeitsklasse und auch keine pauschale Bezeichnung für nur einen Werkstoff. Für die Bestellung brauchst du deshalb die genaue Werkstoff- oder Produktangabe. Bei einer gewöhnlichen Heimwerker-Verbindung ist diese Spezialausführung häufig nicht erforderlich.
| Bezeichnung | Werkstoffbeispiel | Was zeichnet ihn aus? | Typischer Zusammenhang |
|---|---|---|---|
| A2 | 1.4301 | Verbreiteter nichtrostender Edelstahl | Viele normale Innen- und Außenanwendungen; Salzbelastung prüfen |
| A4 | 1.4401 / 1.4404 | Molybdän verbessert die Korrosionsbeständigkeit gegenüber A2 | Anspruchsvollere Außen- und Industrieanwendungen |
| A5 | 1.4571 | Molybdänhaltiger Edelstahl mit Titanstabilisierung | Zum Beispiel Apparate- und Rohrleitungsbau |
| Duplex | 1.4462 | Verbindet hohe Festigkeit mit hoher Korrosionsbeständigkeit | Zum Beispiel Anlagenbau und Offshore-Technik |
| Superduplex | 1.4410 | Spezialwerkstoff für besonders hohe Korrosionsanforderungen | Zum Beispiel Meerwasserentsalzung und Offshore-Technik |
| HCR | 1.4529 | Hochkorrosionsbeständiger Edelstahl | Zum Beispiel ausgewählte Befestigungen in Schwimmhallen und Tunneln |
Die Tabelle nennt Beispiele, keine allgemeine Einsatzfreigabe. A2, A4 und A5 sind Werkstoffgruppen. Eine Werkstoffnummer bezeichnet dagegen eine bestimmte Stahlsorte. Die Gruppen sind keine einfache Rangfolge nach dem Muster „höhere Zahl = immer besser“. Weitere Informationen findest du in der Orientierungshilfe zur Werkstoffauswahl der Informationsstelle Edelstahl Rostfrei.
Die älteren Bezeichnungen V2A und V4A werden im Alltag häufig für A2 und A4 benutzt. Sie ersetzen aber keine genaue Werkstoffangabe. Wenn eine bestimmte Stahlsorte vorgeschrieben ist, zählt die Werkstoffnummer. [4] [5]
Festigkeitsklassen bei Schrauben: Was bedeuten 8.8, 10.9 und 12.9?
Festigkeitsklassen helfen dir, die mechanischen Eigenschaften von Stahlschrauben einzuordnen. Dabei brauchst du zunächst zwei Begriffe:
- Zugfestigkeit: Sie beschreibt, welche maximale Zugspannung das Material im Zugversuch erreicht.
- Streckgrenze beziehungsweise Dehngrenze: Sie beschreibt den Bereich, ab dem das Material beginnt, sich dauerhaft zu verformen. Bei Materialien ohne ausgeprägte Streckgrenze wird dafür eine festgelegte Dehngrenze verwendet.
Die Einheit N/mm² bedeutet Newton pro Quadratmillimeter. Sie beschreibt eine Spannung im Material. Eine Lastangabe für deine fertige Befestigung ist das noch nicht.
Am Beispiel 8.8 lässt sich die Bezeichnung einfach lesen: Die erste Zahl mal 100 ergibt die Nenn-Zugfestigkeit von 800 N/mm². Die zweite Zahl nennt das Verhältnis der Nenn-Streck- beziehungsweise Dehngrenze dazu: 8 bedeutet 80 Prozent. Der rechnerische Nennwert beträgt damit 640 N/mm².
| Festigkeitsklasse | Nenn-Zugfestigkeit | Verhältnis aus der zweiten Zahl |
|---|---|---|
| 4.6 | 400 N/mm² | 60 % |
| 4.8 | 400 N/mm² | 80 % |
| 5.6 | 500 N/mm² | 60 % |
| 5.8 | 500 N/mm² | 80 % |
| 6.8 | 600 N/mm² | 80 % |
| 8.8 | 800 N/mm² | 80 % |
| 9.8 | 900 N/mm² | 80 % |
| 10.9 | 1.000 N/mm² | 90 % |
| 12.9 | 1.200 N/mm² | 90 % |
Die Tabelle erklärt die Kennzeichnung anhand von Nennwerten. Die verbindlichen Mindest- und Prüfwerte können davon abweichen und hängen unter anderem von Klasse und Abmessung ab. Für technische Berechnungen gelten die jeweiligen Norm- und Produktwerte. [7]
4.8 begegnet dir zum Beispiel bei einfachen Gewindestangen. 8.8 ist bei vielen technischen Schraubverbindungen verbreitet. 10.9 und 12.9 sind hochfeste Ausführungen. Welche du brauchst, bestimmt die Konstruktion – nicht der Wunsch, vorsorglich die höchste Zahl zu kaufen.
Was bedeutet A2-70, A4-70 oder A4-80?
Bei nichtrostenden Edelstahlschrauben ist die Kennzeichnung anders aufgebaut. A2-70 kombiniert die Edelstahlgruppe A2 mit der Festigkeitsklasse 70. Die Zahl 70 steht bei Schrauben mit voller Belastbarkeit für eine Mindest-Zugfestigkeit von 700 N/mm². Entsprechend stehen 50 für 500 N/mm² und 80 für 800 N/mm². Die konkrete Produktausführung ist dabei zu beachten. [8]
| Beispiel | Edelstahlgruppe | Mindest-Zugfestigkeit* |
|---|---|---|
| A2-50 | A2 | 500 N/mm² |
| A2-70 | A2 | 700 N/mm² |
| A4-70 | A4 | 700 N/mm² |
| A4-80 | A4 | 800 N/mm² |
*Für die entsprechend spezifizierte Schraubenausführung mit voller Belastbarkeit. Die Tabelle darf nicht als Prüflasttabelle für Muttern verwendet werden.
A4-70 ist nicht automatisch fester als A2-70. Beide haben dieselbe Festigkeitsklasse. Die Edelstahlgruppe beschreibt dagegen Unterschiede der Materialzusammensetzung und Korrosionsbeständigkeit.
Auch eine Schraube 8.8 und eine A4-80 sind nicht automatisch austauschbar. Trotz ähnlich klingender Zugfestigkeit unterscheiden sich weitere Eigenschaften, beispielsweise die Dehngrenze. Entscheidend sind alle Anforderungen der Verbindung. [7] [8]
Schrauben auswählen: fünf Fragen für dein Projekt
Bevor du eine bestimmte Ausführung bestellst, gehe diese fünf Fragen durch:
- Wo sitzt die Verbindung? Trocken drinnen, draußen im Regen oder in einer Umgebung mit Salz und anderen aggressiven Einflüssen?
- Was soll verbunden werden? Holz, Metall oder eine Befestigung in Beton beziehungsweise Mauerwerk?
- Welche Kräfte wirken? Neben dem Gewicht können Zuglast, seitliche Belastung, Hebelwirkung und Bewegung wichtig sein.
- Welche Vorgaben gibt es? Beachte die Montageanleitung, den Bauplan und bei Befestigungssystemen die passende Zulassung.
- Passt das Zubehör? Gewinde, Mutter, Unterlegscheibe und gegebenenfalls Beschichtung müssen zur Schraube passen.
| Situation | Welche Ausführung kommt infrage? | Worauf kommt es zusätzlich an? |
|---|---|---|
| Trockener Innenraum | Bei passenden Anforderungen häufig galvanisch verzinkter Stahl | Abmessung, Festigkeit und Verbindung prüfen |
| Außenbereich mit Regen | Je nach Produkt A2, A4, Feuerverzinkung oder eine geeignete Spezialbeschichtung | Bewitterung, Materialkontakt und Einsatzvorgaben beachten |
| Streusalz oder Küstenumgebung | A4 oder ein entsprechend beständigerer Werkstoff kann erforderlich sein | Stärke der Belastung, Feuchtigkeit und Reinigungsmöglichkeit prüfen |
| Schwimmhalle oder aggressive Industrieumgebung | Werkstoff gezielt festlegen, je nach Anwendung beispielsweise HCR | Die spezielle Umgebung und fachliche Planung sind ausschlaggebend |
| Technisch vorgegebene Schraubverbindung | Die vorgeschriebene Klasse und Ausführung verwenden | Auch Montageverfahren und passende Verbindungsteile beachten |
Praxisbeispiel: Eine Gewindestange für eine Verbindung im trockenen Keller wird anders ausgewählt als eine Stange für eine bewitterte Konstruktion. Wird sie mit Injektionsmörtel in der Wand verankert, reicht die Materialauswahl allein nicht aus. Auch Mörtel, Stange, Untergrund und Montage müssen zum freigegebenen System passen.
Wie du Beton, Lochstein und andere Untergründe einordnest, erklärt unser Beitrag „Welcher Dübel hält wo? Die 8 häufigsten Untergründe“.
Häufige Fehler beim Auswählen von Schrauben
- Nur nach dem Aussehen entscheiden: A2 und A4 lassen sich durch einen Blick auf die silbrige Oberfläche nicht zuverlässig unterscheiden. Nutze Kennzeichnung und Produktangaben.
- Die höchste Festigkeit pauschal bevorzugen: Eine 12.9-Schraube ist keine allgemeine Verbesserung für jede Verbindung. Halte dich an die benötigte oder vorgeschriebene Ausführung.
- Beliebige Muttern und Scheiben kombinieren: Ein passendes Gewinde allein genügt nicht. Auch Festigkeit beziehungsweise Härte, Werkstoff und Oberflächenausführung müssen passen.
- Eine hochfeste Schraube nachträglich beliebig beschichten: Besonders bei galvanischer Beschichtung kann Wasserstoff die Bruchgefahr erhöhen. Bei 10.9 und 12.9 gehört die Beschichtungswahl deshalb in die fachliche Auslegung. [9]
- Nur die Schraube betrachten: Eine stärkere Schraube verbessert keinen ungeeigneten Dübel und keinen schwachen Untergrund. Die gesamte Verbindung muss funktionieren.
Häufige Fragen zu Werkstoffen und Festigkeitsklassen
Welche Schrauben sollte ich draußen verwenden?
Das hängt von der Umgebung und der Verbindung ab. A2 kann unter normalen Außenbedingungen passen. Bei stärkerer Korrosionsbelastung kann A4 oder ein Sonderwerkstoff nötig sein. Auch Feuerverzinkung und geeignete Spezialbeschichtungen kommen je nach Produkt infrage. Die konkrete Einsatzfreigabe ist entscheidend.
Was ist der Unterschied zwischen Edelstahl A2 und A4?
A4 enthält zusätzlich Molybdän und ist gegen bestimmte Korrosionsangriffe beständiger als A2. Das macht A4 für anspruchsvollere Umgebungen interessant. Daraus folgt keine automatisch höhere Festigkeit: A2-70 und A4-70 haben dieselbe Festigkeitsklasse.
Können Edelstahlschrauben trotzdem rosten?
Ja. Nichtrostender Edelstahl ist nicht gegen jede Belastung beständig. Eine ungeeignete Umgebung kann Korrosion verursachen. Auch anhaftende Eisenpartikel können Rostflecken bilden. Material, Verarbeitung und Reinigung sollten deshalb zur Anwendung passen.
Ist 10.9 besser als 8.8?
10.9 beschreibt höhere Festigkeitswerte. Für deine Verbindung ist aber die passende Klasse entscheidend. Eine technisch vorgegebene Schraube solltest du nicht ohne Prüfung durch eine andere Klasse ersetzen.
Gibt es die Festigkeitsklasse 12.8?
In der hier behandelten Klasseneinteilung für Stahlschrauben ist die übliche hochfeste Klasse 12.9. Wenn dir „12.8“ begegnet, prüfe die Angabe in der Produktbeschreibung oder beim Hersteller.
Wie viel Gewicht hält eine Schraube 8.8?
Das lässt sich aus „8.8“ allein nicht berechnen. Dafür fehlen unter anderem Durchmesser, Gewindequerschnitt, Belastungsart und Angaben zu den verbundenen Teilen. Bei einer Verankerung in der Wand bestimmen außerdem Untergrund, Dübel und Montage die Tragfähigkeit mit.
Kann ich eine Schraube 8.8 durch A4-80 ersetzen?
Eine pauschale Austauschfreigabe gibt es nicht. Ähnliche Zugfestigkeitswerte bedeuten nicht, dass alle Eigenschaften gleich sind. Prüfe die Anforderungen der Verbindung und die Herstellerangaben.
Wann brauche ich HCR?
HCR kommt bei besonders hohen Korrosionsanforderungen infrage, beispielsweise für bestimmte Befestigungen in Schwimmhallen oder Tunneln. Welche Stahlsorte benötigt wird, ergibt sich aus der konkreten Anwendung und den dazugehörigen Vorgaben.
Passende Schrauben und Verbindungsteile bei BATIFIX
Bei BATIFIX findest du DIN- und Normteile für deine Schraubverbindung sowie Gewindestangen in verschiedenen Ausführungen. Vergleiche beim Bestellen Werkstoff, Festigkeitsangabe, Oberfläche und Abmessungen miteinander.
Wenn du unsicher bist, beschreibe uns das Bauteil, den Einsatzort und die geplante Verbindung. Vorhandene Produktvorgaben oder ein Foto helfen dabei, die passende Ausführung einzugrenzen.
Fachliche Quellen und weiterführende Informationen
-
ISO: Normen zu Werkstoffen und Festigkeitsklassen von Verbindungselementen –
ISO 898-1 für Stahlschrauben und
ISO 3506-1 für Edelstahlschrauben. -
Bundesverband Feuerverzinken: Arbeitsblätter zu
Verzinkungsverfahren (A1),
Kontaktkorrosion und Schutzwirkung von Zink (E5) sowie
Planung und Korrosionsschutz von Verbindungsmitteln (A6). - Bundesverband Feuerverzinken: Feuerverzinkte Verbindungselemente nach DIN EN ISO 10684 (Arbeitsblatt F5).
-
Informationsstelle Edelstahl Rostfrei:
Werkstoffauswahl und Edelstahlgruppe A2 (Merkblatt 820, insbesondere Abschnitt 3.3) sowie
Bedeutung der Bezeichnungen V2A und V4A. - Informationsstelle Edelstahl Rostfrei: Werkstoffauswahl, Edelstahlgruppe A4 und Korrosionsbeständigkeit (Merkblatt 820, insbesondere Kapitel 2 und 3).
- Informationsstelle Edelstahl Rostfrei: Werkstoff 1.4529, Korrosionsbeständigkeitsklassen und besondere Umgebungsbedingungen (Merkblatt 820, Kapitel 3).
- ISO 898-1: Mechanische Eigenschaften und Festigkeitsklassen von Schrauben aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl.
- ISO 3506-1: Werkstoffgruppen und Festigkeitsklassen von Schrauben aus korrosionsbeständigen nichtrostenden Stählen.
- Fraunhofer IWM: Wasserstoffinduzierte Brüche an Schrauben und Schraubverbindungen.
Die ISO-Links führen zu offiziellen Normenübersichten. Vollständige Normtexte sind kostenpflichtig.
