耐熱鋼是指具有高溫抗氧化性和高溫強度的鋼。高溫抗氧化性是確保工件在高溫下持久工作的重要條件。鋼件在高溫空氣等氧化環境中，氧與鋼表面發生化學反應生成多種鐵的氧化物層，該氧化物層很疏松，失去了鋼的原有特性，極易脫落。為了提高鋼的高溫抗氧化性，向鋼中加入合金元素，從而改變氧化物的結構。常用的合金元素有鉻、硅、鋁等。它們與氧反應，在鋼的表面上生成致密的、穩定的氧化物層，或者說鈍化層Cr2O3、SiO2或者Al2O3等，以保護鋼不再繼續氧化。鉻、硅、鋁加入量多，鋼的高溫抗氧化好，但是若硅、鋁加入量太多，鋼的力學性能和工藝性變差。所以，耐熱鋼以鉻為主要合金元素，以硅、鋁為輔助元素，總之，鋼的高溫抗氧化性只與化學成分有關。

高溫強度系指鋼在高溫下能夠長時間保持承受機械載荷的能力。鋼在高溫下承受機械載荷一是軟化，即強度隨溫度升高而降低。二是蠕變，即在恒定應力的作用下，塑性變形量隨時間延長而緩慢增大，鋼在高溫下的塑性變形是由晶內滑移和晶界滑移造成。提高鋼的高溫強度，通常采用合金化方法。亦是向鋼中加入合金元素，提高原子間的結合力及形成有利的組織。加入鉻、鉬、鎢、釩、鈦等，可強化鋼的基體，提高再結晶溫度，還可形成強化相碳化物或金屬間化合物，如Cr23C6、VC、TiC等。這些強化相在高溫下穩定，不溶解，不聚集長大，并保持其硬度。加入鎳元素，主要是為了得到奧氏體。奧氏體比鐵素體中的原子排列緊密，原子間結合力強，原子擴散較難。所以奧氏體的高溫強度較好。可見，耐熱鋼的高溫強度不僅與化學成分有關，而且還與組織有關。

耐熱鋼鑄件按合金元素含量分類

a）低碳鋼：在此類鋼中部含或很少含有其他合金元素，其碳含量一般不超過0.2%。

b）低合金耐熱鋼：在此類鋼中都含有一種或幾種合金元素，但含量不高，一般鋼中所含合金元素的總量不超過5%，碳含量不超過0.2%.c）高合金耐熱鋼：在此類鋼中合金元素多，合金元素含量一般在10%以上，甚至高達30%以上。

耐熱鋼鑄件按鋼的特性分類

a）抗氧化鋼（或稱耐熱不起皮鋼）：此類鋼在高溫下（一般在550～1200℃）具有較好的抗氧化性能及抗高溫腐蝕性能，并有一定的高溫強度。用于制造各類加熱爐用零件和熱交換器，制造熱汽輪機的燃燒市、鍋爐吊瓜、加熱爐爐底板和輥道以及爐管等。抗氧化性能是主要指標，部件本身不承受很大壓力。

b）熱強鋼：在高溫（通常在450～900℃）既能承受相當的附加應力又要具有優異的抗氧化、抗高溫氣體腐蝕能力，通常還要求承受周期性的可變應力。通常用作汽輪機、燃氣輪機的轉子和葉片，鍋爐的過熱器、高溫下工作的螺栓和彈簧、內燃機的進排氣閥、石油加氫反應器等。

耐熱鋼鑄件按鋼的主要用途分類

工業爐用耐熱鋼：除反應堆、電站鍋爐、石化工業爐外，在冶金、機械、建材、輕工等工業中，廣泛用作熱交換器、加熱爐管、反映罐等多種爐窯中的各種耐熱部件，除采用板、管、棒等耐熱鋼變形材外，并采用大量的耐熱鋼鑄件。冶金廠的各種退火爐罩，可控氣氛連續加熱爐的馬弗罐、輻射管、裝料框架、鏈帶等，多采用310（0Cr25Ni20）或3Cr24Ni7SiNRe、2Cr25Ni13鋼等。冶金廠連續式加熱爐和熱處理爐中大量的爐底輥和輻射管亦采用高合金耐熱鋼離心鑄管，在水泥工業中，濕法水泥窯預熱帶中的耐熱鋼鏈條，大型水泥窯蓖冷機用的篦子板，冷卻機用的物料斗等，均使用了大量的耐熱鋼件，如3Cr24Ni7SiNRe、1Cr20Ni14、Cr25Ni20Si2等。