Leistungsunterschiede und Ersatzfallen zwischen hochfesten Schrauben der Güteklasse 10.9 und Güteklasse 12.9

Ausgehend von den grundlegendsten mechanischen Leistungsindikatoren erreicht die Nennzugfestigkeit hochfester Schrauben der Güteklasse 10,9 1000 MPa, während die Streckgrenze anhand des Streckgrenzenverhältnisses (0,9) mit 900 MPa berechnet wird. Dies bedeutet, dass die maximale Zugkraft, der die Schraube standhalten kann, bei Zugbelastung nahezu 90 % ihrer Bruchfestigkeit beträgt. Im Gegensatz dazu wurde die nominelle Zugfestigkeit von Schrauben der Güteklasse 12,9 auf 1200 MPa erhöht, und die Streckgrenze beträgt bis zu 1080 MPa, was eine überlegene Zug- und Streckfestigkeit zeigt. Allerdings können qualitativ hochwertige Schrauben nicht in allen Fällen problemlos minderwertige Schrauben ersetzen. Dahinter stecken mehrere Überlegungen:

1. Kosteneffizienz: Obwohl hochfeste Schrauben eine überlegene Leistung erbringen, steigen auch ihre Herstellungskosten entsprechend. In Situationen, in denen keine extremen Festigkeitsanforderungen erforderlich sind, kann die Verwendung minderwertiger Schrauben wirtschaftlicher und sinnvoller sein.

2. Schutz tragender Komponenten: Bei der Konstruktion wird oft bewusst auf einen Festigkeitsunterschied zwischen Schrauben und Muttern geachtet, um eine längere Lebensdauer der Schrauben und geringere Wartungskosten bei Demontage und Austausch zu gewährleisten. Ein willkürlicher Austausch kann dieses Gleichgewicht stören und die Beschädigung von Zubehörteilen wie Muttern beschleunigen.

3. Spezielle Prozesseffekte: Oberflächenbehandlungsprozesse wie Verzinken können nachteilige Auswirkungen auf hochfeste Schrauben haben, wie z. B. Wasserstoffversprödung, was bei der Auswahl alternativer Lösungen eine sorgfältige Bewertung erfordert.

4. Anforderungen an die Materialzähigkeit: In bestimmten Umgebungen mit starken Wechselbelastungen kommt der Zähigkeit von Schrauben eine besondere Bedeutung zu. An diesem Punkt kann der blinde Austausch hochfester Schrauben aufgrund unzureichender Materialzähigkeit zu einem frühen Bruch führen, was wiederum die Zuverlässigkeit der Gesamtstruktur verringert.

5. Sicherheitsalarmmechanismus: In einigen speziellen Anwendungen, wie z. B. Bremsvorrichtungen, müssen Bolzen unter bestimmten Bedingungen brechen, um den Schutzmechanismus auszulösen. In diesem Fall kann jeder Austausch zum Ausfall von Sicherheitsfunktionen führen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zwischen hochfesten Schrauben der Güteklasse 10.9 und der Güteklasse 12.9 ein erheblicher Unterschied in den mechanischen Eigenschaften besteht. In praktischen Anwendungen muss ihre Auswahl jedoch umfassend auf der Grundlage der spezifischen Anforderungen des Szenarios berücksichtigt werden. Das blinde Streben nach hoher Intensität kann nicht nur unnötige Kosten verursachen, sondern auch Sicherheitsrisiken mit sich bringen. Es ist notwendig, die Leistungsmerkmale und Anwendungsbeschränkungen verschiedener Schrauben vollständig zu verstehen, um sicherzustellen, dass die ausgewählten Schrauben die Leistungsanforderungen erfüllen und die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Struktur gewährleisten können.