Ratgeber / Festigkeitsklassen und Werkstoffe

Was Festigkeitsklassen und Güten bei Schrauben bedeuten

27. September 2026

Die Zahl auf einem Schraubenkopf oder einer Mutterfläche ist eine Festigkeitsangabe, kein Werkstoffname. Wer sie richtig liest, erfährt Zug- und Streckgrenze, ungefähr die Wärmebehandlung und welche Beschichtungen sicher aufgebracht werden dürfen. Dieser Ratgeber behandelt die Klassen und Güten, die Einkäufer auf einer Zeichnung für Sonderverbindungselemente am häufigsten angeben.

So lesen Sie 8.8, 10.9 und 12.9 (ISO 898-1)

ISO 898-1 legt die Festigkeitsklassen für Verbindungselemente aus Kohlenstoff- und legiertem Stahl mit metrischem Gewinde fest. Die Klasse wird als zwei durch einen Punkt getrennte Zahlen geschrieben, zum Beispiel 8.8. Die erste Zahl mal 100 ergibt die Nenn-Zugfestigkeit in Megapascal. Die zweite Zahl, geteilt durch 10, gibt das Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit dieser Klasse an.

Klasse	Nenn-Zugfestigkeit	Nenn-Streckgrenze	Typische Härte	Typische Verwendung
8.8	800 MPa	640 MPa	22 bis 32 HRC	Allgemeiner Maschinenbau und tragende Verbindungen
10.9	1,000 MPa	900 MPa	32 bis 39 HRC	Motoren, schwere Maschinen und hochbelastete Verbindungen
12.9	1,200 MPa	1,080 MPa	39 bis 44 HRC	Hochbelastete Verbindungen, bei denen das Gewicht zählt

Alle drei Klassen werden nach dem Kaltstauchen oder Zerspanen vergütet. Je höher die Klasse, desto enger ist die Ofentoleranz, die ein Härter halten muss, und desto stärker entscheidet die Prozesskontrolle darüber, ob das fertige Teil die Spezifikation erfüllt.

SAE J429 Grade 5 und Grade 8

Maschinen und Fahrzeuge nach nordamerikanischer Praxis geben meist eine SAE-J429-Güte in Zollgrößen an statt einer ISO-Festigkeitsklasse. Zwei Güten decken das meiste ab, was Einkäufer anfragen.

Grade 5, etwa 120 ksi Mindest-Zugfestigkeit, auf dem Kopf mit drei radialen Strichen gekennzeichnet. In der Festigkeit nah an ISO-Klasse 8.8, doch die beiden Normen sind nicht identisch, und ein Hersteller sollte das eine nicht ohne Prüfung der Zeichnung durch das andere ersetzen.
Grade 8, etwa 150 ksi Mindest-Zugfestigkeit, mit sechs radialen Strichen gekennzeichnet. In der Festigkeit mit Klasse 10.9 vergleichbar, und es gilt derselbe Vorbehalt zur Wasserstoffversprödung nach dem Galvanisieren.

Verlangt eine Kundenspezifikation SAE-Güten, behalten Sie die Zeichnung in Zollmaßen mit der passenden Kopfkennzeichnung. Auf dem Papier auf eine metrische Klasse umzurechnen kann ein Teil ergeben, das in der Festigkeit gleichwertig ist, aber die Wareneingangsprüfung nicht besteht, weil der Kopf nicht das Kennzeichen trägt, das die Zeichnung des Kunden verlangt.

Edelstahl: A2-70, A4-80 (ISO 3506)

ISO 3506 behandelt Edelstahl-Verbindungselemente in zwei gängigen Familien.

A2 ist die Familie 304, allgemeine Korrosionsbeständigkeit, im geglühten Zustand unmagnetisch und nach Kaltverfestigung leicht magnetisch.
A4 ist die Familie 316, mit zugesetztem Molybdän für bessere Beständigkeit gegen Chloride, die übliche Wahl für Schiffs- und Außenteile.

Die Zahl nach dem Buchstaben, meist 50, 70 oder 80, ist eine Festigkeitsklasse, die durch Kaltverfestigung beim Umformen entsteht, nicht durch Wärmebehandlung. A4-80 ist stärker als A4-70, weil der Draht stärker verfestigt wurde, nicht weil sich die Legierung geändert hat.

Edelstahlgewinde fressen leichter als Stahlgewinde, das heißt, sie können bei der Montage unter Hitze und Druck verklemmen. Eine Beschichtung, ein Trockenschmierstoff oder ein anderer Werkstoff an der Gegenmutter senken das Risiko. Geben Sie in der Anfrage an, wenn das Teil mit einem Schlagschrauber oder mit hoher Geschwindigkeit montiert wird, denn dann tritt Fressen am häufigsten auf.

Werkstoffe ohne Festigkeitsklasse

Verbindungselemente aus Titan, Messing, Kupfer und Aluminium fallen nicht unter ISO 898-1 und tragen daher keine Klassenzahl. Stattdessen sollte die Zeichnung den Werkstoff und seinen Zustand direkt nennen, zum Beispiel Ti-6Al-4V geglüht oder halbhartes Messing. Festigkeit und Härte dieser Werkstoffe ergeben sich aus der Legierung und daraus, wie sie verformt oder ausgelagert wurde. Ein Hersteller braucht also die Werkstoffspezifikation, keine Klasse, um zu wissen, was Sie erwarten.

Muttern und Scheiben müssen passen

Eine hochfeste Schraube mit einer niedrigfesten Mutter kann das Muttergewinde abstreifen, bevor die Schraube ihre Nenn-Klemmkraft erreicht. ISO 898-2 legt Festigkeitsklassen für Muttern fest, nummeriert 04, 05, 8, 10 und 12, passend zu den entsprechenden Schraubenklassen. Gehärtete Scheiben sind aus demselben Grund wichtig: Eine weiche Scheibe kann unter der Klemmkraft einer hochfesten Schraube eingedrückt oder gewölbt werden und über die Lebensdauer der Verbindung unbemerkt Vorspannung verlieren. Geben Sie auf der Zeichnung die Mutterklasse und die Scheibenhärte an, nicht nur die Schraubenklasse, und lassen Sie den Hersteller bestätigen, dass der Satz zusammenpasst.

Die Klasse bestimmt Beschichtung und Wärmebehandlung

Die Festigkeitsklasse ist nicht nur eine Zahl auf dem Kopf. Sie entscheidet, welche Oberflächenverfahren danach gefahrlos angewendet werden dürfen.

Wasserstoffversprödung. Galvanisches Beschichten bringt zusammen mit dem Schichtmetall Wasserstoff in den Stahl ein. In einem Teil geringer Festigkeit entweicht der Wasserstoff, ohne Schaden anzurichten. In einem hochfesten, wärmebehandelten Teil wie einer 10.9, einer 12.9 oder einer SAE Grade 8 kann eingeschlossener Wasserstoff das Teil unter Last reißen lassen, manchmal Tage oder Wochen nach der Montage. ISO 4042 legt Anforderungen an das Tempern galvanisch beschichteter Verbindungselemente fest, um den Wasserstoff auszutreiben, bevor er ein Versagen auslöst. Verlangt eine Zeichnung Galvanisieren bei einer hochfesten Klasse, gehört der Temperschritt auf die Zeichnung selbst und darf nicht dem überlassen werden, was der Galvaniseur standardmäßig tut.

Stattdessen Zinklamellen. Viele Ingenieure umgehen die Versprödungsfrage ganz, indem sie einen Zinklamellenüberzug nach ISO 10683 vorgeben. Zinklamellen werden durch Tauchen und Einbrennen aufgebracht statt durch Beschichten im Bad, bringen also keinen Wasserstoff in das Teil. Sie kosten pro Stück mehr als Galvanisieren, beseitigen aber eine Fehlerart, die sich durch Prüfung allein schwer erkennen lässt.

Passivieren bei Edelstahl. A2- und A4-Teile bleiben meist blank oder werden passiviert statt beschichtet. Das Passivieren, üblicherweise nach ASTM A967, entfernt freies Eisen, das nach dem Umformen oder Zerspanen auf der Oberfläche zurückbleibt, und das ist es, was dem Edelstahl tatsächlich seine Korrosionsbeständigkeit gibt. Es ist eine chemische Behandlung und keine Beschichtung, fügt dem Teil also fast keine Maße hinzu.

Eine Klasse wählen: stärker ist nicht immer besser

Eine höhere Festigkeitsklasse ist nicht automatisch die richtige Entscheidung. Drei Abwägungen sind zu bedenken, bevor Sie höher festlegen.

Die Zähigkeit sinkt, wenn die Festigkeit steigt. Eine 12.9-Schraube ist härter und spröder als eine 8.8-Schraube gleicher Größe. In einer Verbindung mit Stoßlasten oder einer, die eine leichte Überlast erfahren könnte, kann eine niedrigere Klasse mit mehr Duktilität länger halten als eine höhere, die bricht, statt zu fließen.
Das Versprödungsrisiko steigt mit der Klasse. Wie oben beschrieben, erzwingt eine hochfeste Klasse eine Entscheidung zur Beschichtung, die eine niedrigere Klasse nie aufwirft.
Die Kosten steigen mit jeder Stufe. Höhere Klassen brauchen engere Ofenkontrolle bei der Wärmebehandlung, genauere Prüfung und, falls galvanisiert, zusätzliche Temperzeit. Bei einem Teil, das in Zehntausenden bestellt wird, summiert sich das zu echtem Geld für Festigkeit, die die Verbindung vielleicht nie nutzt.

Die richtige Klasse ist die niedrigste, die der Verbindung die nötige Klemmkraft und Ermüdungsfestigkeit mit vernünftiger Reserve gibt, nicht die höchste, die in der Größe erhältlich ist.

Ein Hersteller, der eine Sonderklasse oder Beschichtung anbietet, braucht den Rest der Zeichnung, um sie richtig zu kalkulieren. Unsere Checkliste für Anfragen zu Sonderschrauben behandelt alles Weitere, was anzugeben ist, und Sonderschrauben beschaffen führt durch die Wahl des passenden Fertigungsweges für das Teil.

Wenn Klasse und Beschichtung festliegen, senden Sie Ihre Anfrage, und wir vermitteln Ihnen bis zu drei Hersteller, die diese Klasse fahren.

Häufig gestellte Fragen

Ist eine höhere Festigkeitsklasse immer die stärkere Wahl?

Höhere Klassen haben eine höhere Nenn-Zugfestigkeit, aber Festigkeit ist nicht die einzige Eigenschaft, auf die es ankommt. Die Zähigkeit sinkt mit steigender Klasse, und das Versprödungsrisiko nach dem Beschichten steigt mit. Die richtige Klasse ist die niedrigste, die der Verbindung die nötige Klemmkraft und Ermüdungsfestigkeit gibt, nicht die höchste, die in der Größe erhältlich ist.

Kann ich SAE Grade 5 auf derselben Zeichnung durch Festigkeitsklasse 8.8 nach ISO ersetzen?

Beide liegen in der Festigkeit nah beieinander, sind aber nach unterschiedlichen Normen gebaut, mit anderen Kopfkennzeichen und anderen Zoll- oder metrischen Maßen. Ein Hersteller sollte das eine nicht ohne Ihre Freigabe durch das andere ersetzen, denn die Wareneingangsprüfung eines Kunden kann ein Teil zurückweisen, das nicht das Kennzeichen trägt, das seine Zeichnung verlangt.

Warum fühlt sich eine Edelstahlschraube schwächer an als eine Stahlschraube gleicher Größe?

A2 und A4 beziehen ihre Festigkeit aus der Kaltverfestigung beim Umformen, nicht aus einer Wärmebehandlung, daher liegen ihre Nennwerte für Zug- und Streckgrenze unter denen einer vergüteten Stahlklasse wie 8.8 oder 10.9. A4-80 ist die stärkste gängige Edelstahlklasse und liegt dennoch deutlich unter 10.9.

Tragen Verbindungselemente aus Titan und Messing eine Festigkeitsklasse?

Nein. ISO 898-1 gilt nur für Kohlenstoff- und legierten Stahl, daher werden Verbindungselemente aus Titan, Messing, Kupfer und Aluminium nach Werkstoff und Zustand angegeben, zum Beispiel Ti-6Al-4V, statt nach einer Klassenzahl.

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Senden Sie die Zeichnung mit Festigkeitsklasse und Jahresmenge. Wir vermitteln bis zu 3 Hersteller, die den passenden Fertigungsweg fahren, und antworten innerhalb von 24 Geschäftsstunden.

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