耐热钢是指具备高温抗氧化性和高温强度的钢。高温抗氧化性是确保产品工件在高温下长久工作中的关键标准。铸铁件在高温气体等空气氧化自然环境中，氧与钢表面产生化学变化形成多种多样化合物层，该金属氧化物层很松散，失去钢的原来特点，非常容易掉下来。为了更好地提升钢的高温抗氧化性，向钢中添加铝合金原素，进而更改金属氧化物的构造。常见的铝合金原素有铬、硅、铝等。他们与氧反映，在钢的表面上形成高密度的、平稳的金属氧化物层，换句话说钝化处理层Cr2O3、SiO2或是Al2O3等，以维护钢不会再再次空气氧化。铬、硅、铝添加量多，钢的高温抗氧化性好，可是若硅、铝添加量过多，钢的物理性能和工艺性能下降。因此，耐热钢以铬为关键铝合金原素，以硅、铝为輔助原素，总而言之，钢的高温抗氧化性只与成分相关。高温强度是指钢在高温下可以长期维持承担机械设备荷载的工作能力。钢在高温下承担机械设备荷载一是变软，即强度随温度上升而减少。二是应力松弛，即在稳定地应力的功效下，塑性形变量随時间增加而迟缓扩大，钢在高温下的塑性形变是由晶内载荷和晶界载荷导致。提升钢的高温强度，一般选用细晶强化方式。也是向钢中添加铝合金原素，提升原子间的结合性及产生有益的机构。添加铬、钼、钨、钒、钛等，可加强钢的基材，提升加工硬化温度，还可产生加强相渗碳体或金属材料间化学物质，如Cr23C6、VC、TiC等。这种加强相在高温下平稳，不融解，不集聚长大了，并维持其强度。添加镍元素，主要是为了更好地获得马氏体。马氏体比铁素体中的分子排序密不可分，原子间结合性强，分子外扩散较难。因此马氏体的高温强度不错。由此可见，耐热钢的高温强度不但与成分相关，并且还与机构相关。起早在加热炉和热处理炉中应用的原材料是高碳钢，应用的温度一般在200℃上下，工作压力仅为0.8MPa。直至应用的加热炉用高碳钢，如40g，应用温度都不超出450℃，压力不超过5MPa。伴随着各种动力系统的应用温度持续提升，压力快速提升，当代耐热钢的应用温度已达到700℃，应用的自然环境也越来越更为繁杂与严苛。耐热钢的应用温度范畴为200～1300℃，压力为几Mpa到几十Mpa，办公环境从单纯性的空气氧化氛围，发展趋势到硫化橡胶氛围、混和氛围及其熔盐和液金属材料等更繁杂的自然环境。