Für die meisten Menschen ist eine Schraube schlicht ein Stück Metall (oft ein Bolzen) mit einem Gewinde. Doch wer genauer hinsieht, entdeckt auf dem Kopf oft eine Prägung: Zahlen wie 8.8, 10.9 oder Kürzel wie A2-70. In unserem Experten-Podcast Verschraubt und zugedreht haben wir es auf den Punkt gebracht: Diese Kennzeichnungen sind kein Geheimcode, sondern ein präziser technischer Steckbrief – sozusagen die DNA der Verbindungselemente.

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In diesem ausführlichen Ratgeber zur Materialkunde für Schrauben erklären wir Ihnen, wie Sie die Festigkeitsklassen von Schrauben richtig lesen, welche mechanischen Eigenschaften dahinterstecken und warum die Wahl des richtigen Werkstoffs über die Sicherheit Ihrer gesamten Konstruktion entscheidet.

Die Logik der Zahlen: Was bedeuten 8.8, 10.9 und 12.9?

Die Kennzeichnung auf Stahlschrauben besteht in der Regel aus zwei Zahlen, die durch einen Punkt getrennt sind. Diese Ziffern geben Auskunft über zwei fundamentale mechanische Eigenschaften: die Zugfestigkeit und die Streckgrenze.

Die erste Zahl: Die Zugfestigkeit

Die erste Zahl gibt die nominale Zugfestigkeit an. Um den tatsächlichen Wert in Newton pro Quadratmillimeter (N/mm²) zu erhalten, multipliziert man diese Zahl einfach mit 100.

• Beispiel 8.8: 8 x 100 = 800 N/mm²
• Beispiel 10.9: 10 x 100 = 1.000 N/mm²

Dieser Wert beschreibt die maximale Spannung, die die Schraube aushalten kann, bevor sie schlichtweg abreißt. Rudi erklärt im Podcast zur Veranschaulichung:

„Ein Newton entspricht etwa der Gewichtskraft einer Tafel Schokolade (100 Gramm). 800 Newton pro Quadratmillimeter bedeuten also eine Belastbarkeit von circa 80 Kilogramm auf nur einen winzigen Quadratmillimeter Stahl.“

Die zweite Zahl: Die Streckgrenze

Die zweite Zahl gibt das Verhältnis der Streckgrenze zur Zugfestigkeit an. Multiplizieren Sie beide Zahlen miteinander und das Ergebnis erneut mit 10, erhalten Sie die Streckgrenze in N/mm².

• Beispiel 8.8: 8 x 8 x 10 = 640 N/mm²
• Beispiel 10.9: 10 x 9 x 10 = 900 N/mm²

Warum die Streckgrenze für Profis wichtiger ist als der Abriss
In der Konstruktionslehre, sei es im Stahlbau (etwa bei Sechskantschrauben) oder Maschinenbau, ist die Streckgrenze der entscheidende Kennwert. Sie markiert den Punkt, bis zu dem eine Schraube elastisch belastet werden kann.

Wird eine Schraube innerhalb dieser Grenze angezogen, dehnt sie sich wie eine sehr steife Feder. Löst man die Verbindung, kehrt sie in ihren Ursprungszustand zurück. Überschreitet man diesen Punkt jedoch (plastische Verformung), bleibt die Schraube dauerhaft gelängt. In diesem Moment ist die Verbindung technisch defekt und die Schraube muss ausgetauscht werden, da sie keine zuverlässige Vorspannkraft mehr halten kann.

Experten-Tipp: Wenn eine Schraube im Einsatz „weich“ wird oder sich beim Anziehen plötzlich leichter drehen lässt, wurde die Streckgrenze überschritten. Das Material ist überdehnt – die Verbindung ist unsicher.

Werkstoffkunde: Die verschiedenen Stahlsorten im Überblick

Hinter den Güteklassen von Schrauben steht immer ein spezifischer Fertigungsprozess und eine gezielte Legierung des Stahls.

Niedrig legierte Stähle (Güte 3.6, 4.6, 5.6)

Diese Schrauben bestehen aus einfachem Baustahl ohne größere Zusätze. Sie sind relativ weich und duktil (verformbar). Man findet sie häufig bei sogenannten Bauschrauben (DIN 601) oder Zimmermannsschrauben (wie Holzbauschrauben) für Hilfskonstruktionen. Sie sind preisgünstig und dort sinnvoll, wo keine hohen Vorspannkräfte nötig sind, aber das Material flexibel auf Bewegungen (z. B. arbeitendes Holz) reagieren muss.

Hochfeste Stähle (Güte 8.8, 10.9, 12.9)

Ab der Klasse 8.8 spricht man von hochfesten Verbindungen. Um diese Werte zu erreichen, wird dem Stahl Kohlenstoff sowie in geringen Mengen Bor, Mangan, Molybdän oder Chrom zugesetzt (meist zwischen 0,2 % und 0,6 %).

Nach der Formgebung werden diese Schrauben vergütet, also gehärtet und anschließend wieder kontrolliert angelassen. Dies sorgt für eine enorme Härte bei gleichzeitig ausreichender Zähigkeit, um schlagartige Belastungen abzufangen.

Edelstahl-Schrauben: Korrosionsschutz trifft Materialkunde

Ein häufiger Fehler in der Praxis ist die Annahme, Edelstahl sei grundsätzlich „stärker“ oder „besser“ als verzinkter Stahl. In der Werkstoffkunde für Schrauben zeigt sich jedoch ein differenziertes Bild.

A2 und A4 Edelstahl

Bei Edelstahl-Schrauben wird primär zwischen zwei Klassen unterschieden:

• A2 (V2A): Der Standard-Edelstahl für den Außenbereich (Garten, Möbelbau mit Spanplattenschrauben). Er ist korrosionsbeständig gegen Witterung, aber nicht gegen Säuren oder Chloride.
• A4 (V4A): Durch den Zusatz von Molybdän ist dieser Stahl säurebeständig. Er ist zwingend erforderlich in Küstennähe (Salzwasser), im Schwimmbadbereich (Chlor) oder in der chemischen Industrie.

Die Festigkeitsklassen bei Edelstahl

Bei Edelstahl gibt es keine Kennzeichnung wie 8.8. Hier steht nach dem Materialkürzel (z. B. A2) die Festigkeitsklasse:

• 50: Weich (500 N/mm² Zugfestigkeit)
• 70: Kaltverfestigt (700 N/mm² Zugfestigkeit) – Der Standard bei vielen Edelstahlschrauben.
• 80: Hochfest (800 N/mm² Zugfestigkeit)

Wichtige Warnung: Edelstahl lässt sich nicht eins-zu-eins gegen hochfeste Stahlschrauben (10.9) austauschen. Die Streckgrenze von Edelstahl liegt deutlich niedriger. Wer im Fahrzeugbau eine 10.9er Schraube durch eine A2-70 ersetzt, riskiert ein schlagartiges Versagen der Verbindung unter Last.

Das Paradoxon: Warum "härter" nicht immer "besser" ist

Es gibt Einsatzgebiete, in denen eine extrem feste Schraube (12.9) eine Gefahr darstellen würde. Ein klassisches Beispiel aus der Industrie sind Flanschschrauben an Gas- oder Druckleitungen. Hier werden oft Schrauben der Klasse 5.6 vorgeschrieben.

Der Grund ist die sogenannte Duktilität (Verformbarkeit). Wenn in einer Leitung schockartige Druckwellen oder starke Temperaturschwankungen auftreten, muss die Schraube in der Lage sein, sich plastisch zu dehnen, ohne zu brechen. Eine spröde, hochfeste Schraube würde bei einem solchen Lastschlag einfach „knallen“ und reißen. Die weichere 5.6-Schraube dehnt sich hingegen wie ein Kaugummi. Es entstehen zwar Undichtigkeiten, die bemerkt werden können, aber es kommt nicht zum katastrophalen Bersten der Verbindung.

Schrauben-Festigkeitsklassen-Tabelle (Übersicht)

In dieser Schrauben-Festigkeitsklassen-Tabelle finden Sie die wichtigsten Werte für die Planung Ihrer Projekte auf einen Blick:

Sondermaterialien: Messing, Kupfer und Bronze

Neben Stahl spielen in der Werkstoffkunde auch Nicht-Eisen-Metalle (NE-Metalle) eine Rolle. Diese werden nicht wegen ihrer Festigkeit, sondern wegen spezifischer chemischer oder physikalischer Eigenschaften gewählt:

• Messing: Eine Legierung aus Kupfer und Zink. Sehr korrosionsbeständig gegen Kraftstoffe und Gase, oft im Sanitärbereich oder Modellbau genutzt.
• Kupfer: Unschlagbar bei der elektrischen Leitfähigkeit.
• Bronze: Kupfer-Zinn-Legierung. Extrem beständig gegen Salzwasser und Säuren, klassisch im Bootsbau im Einsatz.

Die Praxis: Fressen und Kaltverschweißen verhindern

Ein technisches Phänomen bei Edelstahlverbindungen ist das „Fressen“. Da Edelstahl weicher ist als vergüteter Stahl und eine höhere Oberflächenreibung aufweist, können sich Schraube und Mutter beim Anziehen regelrecht miteinander verzahnen. Es kommt zur Kaltverschweißung.

Rudi gibt hierzu einen lebenswichtigen Rat für die Montage:

„Verwenden Sie niemals Öl oder herkömmliches Fett bei sicherheitsrelevanten Schraubverbindungen, da dies den Reibwert verfälscht und die Schraube überdehnen kann. Nutzen Sie stattdessen spezielle Keramikpasten, die eine Trennschicht bilden, ohne die Klemmkraft zu beeinflussen.“

Fazit: Die richtige Festigkeitsklasse bei Schrauben

Die Auswahl der korrekten Festigkeitsklasse bei Schrauben ist kein Detail, sondern ein fundamentales Sicherheitsmerkmal. Während der Heimwerker oft mit 8.8er Güte oder A2-Edelstahl gut beraten ist, müssen Profis im Stahl- und Anlagenbau die Streckgrenzen und Duktilitätsanforderungen exakt kalkulieren.

Nichts an einer Schraube ist Zufall. Ob die Elastizität einer 5.6er Schraube in einer Gasleitung oder die brachiale Zugfestigkeit einer 12.9er Zylinderschraube (Zylinderkopfschraube) im Motorenbau – jedes Material hat seinen exakten Bestimmungsort.

FAQ – Fragen zu Werkstoffen und Festigkeitsklassen

Was sind Schrauben für einen Werkstoff?

Schrauben bestehen primär aus legierten oder unlegierten Stählen. Je nach Anforderung werden sie zusätzlich verzinkt oder beschichtet. Für spezielle Einsatzgebiete kommen Edelstähle (A2/A4) zum Schutz vor Korrosion oder Nichteisenmetalle wie Messing, Kupfer und Aluminium für elektrotechnische oder chemische Beständigkeit zum Einsatz.

Sind Schrauben aus Metall oder Stahl?

Technisch gesehen ist Stahl eine Legierung aus dem Metall Eisen und einem geringen Anteil Kohlenstoff. Fast alle technischen Schrauben bestehen aus Stahl, da reines Eisen zu weich wäre. Der Begriff Metall umfasst hingegen auch Werkstoffe wie Aluminium oder Messing, die seltener für tragende Verbindungen genutzt werden.

Welche Schrauben-Festigkeitsklassen gibt es?

Bei Stahlschrauben sind die Klassen 4.6, 5.6, 8.8, 10.9 und 12.9 am gebräuchlichsten. Bei Edelstahlschrauben unterscheidet man zwischen den Festigkeiten 50, 70 und 80. Diese Klassen definieren über die Zugfestigkeit und die Streckgrenze, wie hoch eine Schraube mechanisch belastet werden darf, bevor sie sich verformt oder reißt.

Was bedeutet 8.8 auf einer Schraube?

Die erste 8 steht für eine Zugfestigkeit von 800 N/mm². Die zweite 8 gibt an, dass die Streckgrenze bei 80 % der Zugfestigkeit liegt (640 N/mm²). Dies ist die Standardgüte im Maschinenbau und bietet einen optimalen Kompromiss aus hoher Belastbarkeit und ausreichender Zähigkeit für die meisten Anwendungen.

Was bedeutet 10.9 auf einer Schraube?

Dieser Code steht für eine hochfeste Schraube mit einer Zugfestigkeit von 1.000 N/mm². Die Streckgrenze liegt bei 90 % dieser Last (900 N/mm²). Solche Schrauben werden in hochbelasteten Bereichen wie dem Fahrzeugbau oder Stahlbau eingesetzt, erfordern jedoch aufgrund ihrer Härte eine sehr präzise Montage mit Drehmomentschlüsseln.

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