耐熱鋼是指耐高溫氧化和耐高溫強度的鋼。耐高溫氧化能力是確保工件在高溫下持久工作的重要條件。在高溫空氣等氧化環境中，鋼的氧與鋼表面發生化學反應，形成多種鐵的氧化層，這種氧化層非常松散，失去了鋼的原有特性，極易脫落。通過在鋼中添加合金元素來改善其高溫抗氧化性能，從而改變氧化物的結構。常見的合金元素有鉻，硅，鋁等。他們和氧反應，在鋼表面形成致密穩定的氧化層，或Cr2O3,SiO2,Al2O3等鈍化層，以保護鋼不會繼續氧化。添加量較多的鉻、硅、鋁，其高溫抗氧化性能較好，但添加量過多，會使鋼的機械性能和工藝性能變差。因此，耐熱鋼主要合金元素是鉻，輔助元素是硅、鋁，總之，鋼的高溫抗氧化性能只與化學成分有關。

高熱強度是指鋼在高溫下能長期承受較高的機械負荷的能力。鋼材在高溫時承受的力學負荷一是軟化，即隨著溫度的升高其強度下降。另一種為蠕變，即在恒定應力作用下，塑性變形量隨時間緩慢增加，高溫下鋼的塑性變形主要由晶內滑動和晶界滑動引起。常用合金化方法來提高鋼的高溫強度。并將合金元素添加到鋼中，以增加原子間的結合力，形成有利的組織。通過在鋼中添加鉻、鉬、鎢、釩、鈦，可以強化鋼的基體，提高再結晶溫度，并形成強化相碳化物或金屬間化合物，如Cr23C6,VC,TiC等。它們在高溫下穩定，不溶解，不聚集生長，并且保持了硬度。添加鎳元素的目的主要是獲得奧氏體。在鐵素體中，奧氏體原子排列較緊密，原子間結合力較強，原子擴散困難。因此，奧氏體具有良好的高溫強度。耐熱鋼的高溫強度不僅與其化學成分有關，而且與其組織有關。

鑄鋼廠的耐熱鋼采用合金成分分類。

(a)低碳鋼：這類鋼中含有或很少含有其他合金元素，通常碳含量不超過0.2%。

(b)低合金耐熱鋼：這類鋼均含有一種或幾種合金元素，但含量不高，一般鋼所含合金元素總量不超過5%，碳含量不超過0.2%.(c)高合金耐熱鋼：這類鋼通常含有較多的合金元素，合金元素含量一般在10%以上，甚至30%以上。

耐熱鋼鑄件按性能分類。

(a)抗氧化鋼(或耐熱不起皮鋼)：這類鋼在高溫(一般為550~1200℃)下具有良好的抗氧化性和耐高溫腐蝕能力，并具有一定的高溫強度。適用于生產各種加熱爐及換熱器的部件，包括汽輪機燃燒室、鍋爐卷筒、加熱爐底板、輥道及爐管等。抗氧化性是主要指標，零件本身不會承受很大的壓力。

熱強度鋼：在高溫(通常為450~900℃)下既能承受相當大的附加應力，又有極好的抗氧化、耐高溫氣體腐蝕能力，通常還需要承受周期性變化的應力。常用于汽輪機，燃氣輪機的轉子和葉片，鍋爐的過熱器，在高溫下工作的螺栓和彈簧，內燃機的進排閥，石油加氫反應器等。

耐熱鋼鑄件按主要用途分類。

耐熱鋼：在反應堆、電站鍋爐、石油化工爐等工業爐窯中，除板、管、桿等耐熱鋼變形材外，還廣泛地用于換熱器、加熱爐管子、罐體等各種爐窯的耐熱部件，以及板、管、棒等耐熱鋼變形材，以及大量耐熱鋼鑄件。各種冶金退火爐罩，可控氣氛連續加熱爐的爐身、爐管、爐框、爐鏈等，多用310(0Cr25Ni20)或3Cr24Ni7SiNRe、2Cr25Ni13鋼等。高合金鋼離心鑄管用于冶金廠連續加熱爐和熱處理爐中大量的爐底輥和輻射管，水泥行業中用于濕法水泥窯預熱區的耐熱鋼鏈條，大型水泥窯用于蓖冷機的爐底輥和輻射管，用于冷卻機的料斗等材料，都使用了大量的耐熱鋼件，如3Cr24Ni7SiNRe,1Cr20Ni14,Cr25Ni20Si2等。