Die Zugfestigkeit von Edelstahl Gewindestangen in V2A und V4A nach ISO 3506 Norm

Die Nenn – Zugfestigkeit von Edelstahl Gewindestangen und Gewindebolzen aus V2A oder V4A

Die mechanischen Eigenschaften sowie die Zugfestigkeit von Edelstahl Gewindestangen in Subtype A2 oder Subtype A4 und allen weiteren nichtrostenden Stählen und deren Kennzeichung und Prüfung sind in der neuen ISO 3506 Norm hinterlegt. Als maximale Zugbelastung, Biegefestigkeit und Zugfestigkeit wird hier die Kraft bestimmt die eine Gewindestange DIN 975 oder Gewindebolzen DIN 976 in Bezug auf ihren Querschnitt und dessen Fläche aufnehmen kann.

Diese Angabe der Zugfestigkeit wird in der Festigkeitslehre als die zulässige Spannung bezeichnet und ist in der neuen ISO 3506 Norm für verschiedene nichtrostende Materialien festgelegt.

Die Größenordnung der Spannung wird immer in N/mm² angegeben und kann per Zugversuch berechnet oder mit einer der unteren Berechnungstabelle für Edelstahl A2 oder Edelstahl A4 ermittelt werden.

Für die Unterscheidung der Zugfestigkeit von Edelstahl Gewindestangen werden alle metrische und zolligen Gewindestangen und Gewindebolzen nach DIN 975 aus nichtrostenden Stählen nach ihrer spezifischen Werkstoffeigenschaft genau wie normale Stahlschrauben und Muttern in verschiedene Festigkeitsklassen ( Güte ) eingeteilt.

Zur Unterscheidung der Festigkeitsklassen werden diese auf einer oder beiden Stirnseiten farblich gekennzeichnet, lesen Sie hierzu bitte unseren Beitrag zur Kennzeichnung von Gewindestangen.

Diese Festigkeitsklassen Kennzeichnung bei metrischen Edelstahl Gewindestangen DIN 975 besteht aus der Materialkennung und einer Zahl die durch einen Strich ( – ) getrennt sind.
Die linke Materialangabe ( A2 oder A4 ) steht für die verwendete Type bsw. Sorte, Edelstahl A2 für V2A, und Edelstahl A4 für V4A. Die rechte Zahl ( 50, 70 oder 80 ) entspricht 1/10 der Nenn Zugfestigkeit in N/mm².

Trapezgewindestangen und Gewindestangen mit zolligen Gewinde aus Stahl haben andere Berechnungswerte bei der Festigkeit.
Für alle Gewindestangen aus normalen Stahl lesen Sie bitte unseren Beitrag über die Zugfestigkeit von Gewindestangen im Schrauben Lexikon.

Edelstahl Type V2A – Festigkeitsklasse A2-50

Für den Durchmesserbereich ≤ M39
Zugfestigkeit von 500 N/mm², zweite Zahl x 10 multipliziert = 50×10 = 500 N/mm²
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 0,2 % bei ca. +20° Celsius  = 210 N/mm²
Eine Mindest Bruchdehnung in mm von 0,6 x Gewinde Nenngröße ( d )

Edelstahl Type V2A – Festigkeitsklasse A2-70

Für den Durchmesserbereich ≤ M24
Zugfestigkeit von 700 N/mm², zweite Zahl x 10 multipliziert = 70×10 = 700 N/mm²
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 0,2 % bei ca. +20° Celsius  = 450 N/mm²
Eine Mindest Bruchdehnung in mm von 0,4 x Gewinde Nenngröße ( d )

Edelstahl Type V2A – Festigkeitsklasse A2-80

Für den Durchmesserbereich ≤ M24
Zugfestigkeit von 800 N/mm², zweite Zahl x 10 multipliziert = 80×10 = 800 N/mm²
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 0,2 % bei ca. +20° Celsius  = 600 N/mm²
Eine Mindest Bruchdehnung in mm von 0,3 x Gewinde Nenngröße ( d )

Edelstahl Type V4A – Festigkeitsklasse A4-50

Für den Durchmesserbereich ≤ M39
Zugfestigkeit von 500 N/mm², zweite Zahl x 10 multipliziert = 50×10 = 500 N/mm²
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 0,2 % bei ca. +20° Celsius = 210 N/mm²
Eine Mindest Bruchdehnung in mm von 0,6 x Gewinde Nenngröße ( d )

Edelstahl Type V4A – Festigkeitsklasse A4-70

Für den Durchmesserbereich ≤ M24
Zugfestigkeit von 700 N/mm², zweite Zahl x 10 multipliziert = 70×10 = 700 N/mm²
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 0,2 % bei ca. +20° Celsius = 450 N/mm²
Eine Mindest Bruchdehnung in mm von 0,4 x Gewinde Nenngröße ( d )

Edelstahl Type V4A – Festigkeitsklasse A4-80

Für den Durchmesserbereich ≤ M24
Zugfestigkeit von 800 N/mm², zweite Zahl x 10 multipliziert = 80×10 = 800 N/mm²
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 0,2 % bei ca. +20° Celsius = 600 N/mm²
Eine Mindest Bruchdehnung in mm von 0,3 x Gewinde Nenngröße ( d )

Bei einer Edelstahl Gewindestange ist der Kerndurchmesser die Berechnungsgrundlage der Zugfestigkeit in der Festigkeitslehre

Die Streckgrenze bsw. Dehnung ist die maximale Belastung die bei Berechnung einer Konstruktion Statik Einfluß finden sollte!

Der Kerndurchmesser einer Edelstahl Gewindestange ist immer kleiner als die Gewinde Nenn Größe der Gewindestange genau wie bei einer Schraube.

Ein Edelstahl Gewindestab in der Nenngröße M12 hat einen maximalen Außendurchmesser von 11,966 mm der maximale Kerndurchmesser beträgt aber nur 9,819 mm bei ISO Regelgewinde / Normalgewinde und dem bei allen Edelstahl Gewindestangen üblichen Gewinde Toleranzfeld 6g.

Es wird immer nur die effektive Fläche ( Querschnitt ) des Gewindekerndurchmesser auch Spannungsquerschnitt genannt in Bezug zur spezifischen Werkstoffeigenschaft mit dessen Festigkeit zur Berechnung der Zugfestigkeit von Edelstahl Gewindestangen als Filter herangezogen.

Umrechnungstabelle zur Festigkeitsberechnung und Belastung bei einem Gewindebolzen

Gewinde-Nenngröße d ∅
Gewinde-KerndurchmesserFläche in mm² als Spannungsquerschnitt
M21,509 mm2,07 mm2
M2,51,948 mm3,39 mm2
M32,387 mm5,03 mm²
M3,52,765 mm6,78 mm2
M43,141 mm8,78 mm²
M53,995 mm14,20 mm²
M64,747 mm20,10 mm²
M75,747 mm28,90 mm²
M86,438 mm36,60 mm²
M108,128 mm58,00 mm²
M129,819 mm84,30 mm²
M1411,508 mm115,0 mm²
M1613,508 mm157,0 mm²
M1814,891 mm193,0 mm²
M2016,891 mm245,0 mm²
M2218,891 mm303,0 mm²
M2420,271 mm353,0 mm²
M2723,271 mm459,0 mm²
M3025,653 mm561,0 mm²
M3328,653 mm694,0 mm²
M3631,033 mm817,0 mm²
M3934,033 mm976,0 mm²
M4236,416 mm1117 mm²
M4539,416 mm1302 mm²
M4841,866 mm1468 mm2
M5245,866 mm1758 mm2
M5649,252 mm2030 mm2
M6053,252 mm2362 mm2

Beispielberechnung für die Zugfestigkeit von Edelstahl Gewindestangen DIN 975

Ein Gewindebolzen M16 der Festigkeitsklasse A4-70 hat einen Gewindekerndurchmesser von 13,508 mm ( siehe in der Tabelle oben ), und daraus ergibt sich ein Spannungsquerschnitt von 157 mm².

Der Querschnitt ( 157 mm² ) wird nun mit der Zugfestigkeit bei A4-70 ( 700 N/mm² ) multipliziert ( 157×700=109900 ) daraus ergibt sich eine Zugfestigkeit von 109900 N für diesen metrischen Edelstahl Gewindebolzen in M16.

Die Streckgrenze ( 450 N/mm2 ) wird nun mit dem Querschnitt ( 157 mm² ) multipliziert ( 450×157=70650 ) hieraus ergibt sich eine Streck- bsw. Dehngrenze von 70650 N für diesen Gewindebolzen Edelstahl in M16.

In unseren Veröffentlichungen, Artikel und Beiträge im Schrauben Lexikon und den Technischen Daten für Gewindestangen finden Sie weitere Technische Publikationen. Über die Zugfestigkeit von Edelstahl Gewindestangen, eine Härtevergleichstabelle, und den Festigkeitsklassen von weiteren Befestigungsmitteln wie Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben und Gewindebolzen. Sowie die entsprechenden Technische Formel und Filter der Berechnung, Umrechnungstabellen für Biegefestigkeit und weiteren wichtigen Praxisanwendungen.

Weitere Beiträge und Rezensionen zum Thema finden und bewehren sich im Schrauben Lexikon, dem Lexika für alle DIN Muttern und Schrauben