耐热钢是指在高温下具有较高强度和良好的化学稳定性的特殊钢。它包括抗氧化钢(高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢通常在550～1250℃温度区间内使用，要求较好的化学稳定性(如抗氧化性及抗高温腐蚀能力等)，但承受的载荷较低，对抗蠕变及抗蠕变断裂能力要求不高。热强钢通常在450～900℃温度区间内使用，承受应力较大，要求材料兼有良好的抗蠕变、抗破断性和抗氧化性能。

耐热钢用途广泛。热电厂的锅炉、汽轮机和燃气轮机的主体设备构件都是由耐热钢制造的。在石油化工方面的炼油、合成氨及乙烯装置的关键设备均离不开耐热钢。此外还广泛用作冶金、机械、建材、轻工等各种工业炉窑中的耐热结构材料。在煤的液化、气化及核能方面(如高温气冷堆、快堆)一些核心部位的结构材料也大量采用耐热钢。

简史由于电站，石油化工工业发展的需要，在20世纪30年代发现了钼是提高耐热钢热强性的有效元素，在低碳钢中加入0.5％钼，工作温度可以从450℃提高到500℃。为了解决含钼钢石墨化的问题，发展了低合金铬钼钢，英国1938年把含0.8％铬、0.5％钼的钢(相当15CrMo)用于锅炉过热器，其后又发展了性能更高的10.25铬-0.5钼及2.25铬-1钼等钢种。为了进一步提高钢的热强性，节约钼资源，发展了铬钼钒钢系列，前苏联的12CrlMoV是典型代表，现在仍然是制造电站锅炉的主要材料。

20世纪50年代中国开始引进和生产低合金铬钼钢和铬钼钒钢，用于电站锅炉及石油化工等方面。低合金耐热钢以价廉、工艺性能良好等特点一直受到重视，为了进一步提高钢的性能和工作温度，60年代以来，国内外通过大量的研究工作，研制出多元的低合金热强钢，工作温度达600～620℃并在使用中部分代替了镍铬奥氏体钢。如中国研制的12Cr2MoWVTiB(102)钢，其性能超过了其他同类钢的水平，作为过热器管等已在中国200、300、600Mw机组中普遍应用。

中高合金耐热钢基本上是和不锈钢同时发展起来的，1914年德国施特劳斯等指出，含足够镍和铬的钢具有抗氧化和耐酸作用，1920年以后逐渐研制出铬和铬镍不锈耐热钢，并形成了多种分支。如以12铬型的中合金耐热钢为主的叶片钢系列，主要用作汽轮机，燃气轮机叶片；汽车拖拉机中内燃机进排气阀用阀门钢，包括铬硅、铬镍及铬锰镍氮型钢；用于冶金机械、石油化工、轻工、建材工业炉用耐热钢及耐热铸钢，包括高铬铁素体钢及高铬镍奥氏体钢。由于耐热铸钢比变形材具有更高的蠕变强度，近20年来在石油化工及炉用材料方面得到了广泛应用，发展了一系列用钨、钼、铌、钛等强化的高铬镍奥氏体耐热铸钢。广泛用于合成氨及乙烯裂解装置。在上述耐热钢领域，世界发达使用比较成熟，多已形成了自己的专用标准。中国自50年代以来，在生产实践中形成了较完整的耐热钢系列和标准牌号。如现在除有GB1221-90一热钢棒及GB413890耐热钢板基础标准外，还有高压锅炉用钢管及管坯(GB5310-85，GB5311-89)、汽轮机叶片钢(GB8732-88)、内燃机气阀钢(GB/T1277391)、耐热钢铸件(GB8492-87)等产品标准，基本满足中国国民经济发展的需要。在引用国外牌号的同时，结合本国的资源特点，发展了一些新的耐热钢牌号，如2Cr20Mn9Ni2Si2N、3Cr24Ni7SiN(RE)、3Cr18Mn12Si2N等，分别列入有关标准，使中国耐热钢标准系列具有自己的特色。

合金元素的作用(1)铬、铝、硅。这些元素形成和稳定铁素体，在高温下能促使钢表面生成致密的氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性、抗高温气体腐蚀的主要元素。但钢中铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度，含量为2％时，强化效果。(2)镍、锰。可以形成和稳定奥氏体。提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代替镍形成奥氏体，但有损于耐热钢的抗氧化性。(3)钼、钨。是铁素体形成元素。可以提高钢的再结晶温度，同时主要以固溶强化，提高耐热钢的蠕变强度。在低合金钢中钼是提高热强性关键的元素，钨、钼复合比单独加入有更明显的效果。由于钼、钨在高温下易于挥发和氧化，钢中加入过多的钼和钨，会给高温抗氧化性带来不利影响。(4)钒、铌、钛。是铁素体形成元素和强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，提高钢的高温强度。钛、铌和碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。(5)碳、氮。可扩大和稳定奥氏体，从而提高耐热钢的高温强度，钢中含铬、锰较多时，可显著提高氮的熔解度，加入氮或提高碳含量，可以代替贵重金属镍。生成碳化物或碳氮化物，控制其形态和数量可进一步起到强化作用。(6)硼、稀土。均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中，使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶界迁移，从而提高钢的高温强度。钢中加入微量稀土，提高钢的抗氧化性，改善热塑性；稀土富集晶界，能净化和强化晶界，有利于提高钢的热强性。但加入稀土类型、数量和%26lsquo;加入方法至关重要，要恰当控制稀土在钢中的存在状态，否则难以收到预期效果。

分类耐热钢按其组织可分为4类，珠光体耐热钢，马氏体耐热钢，铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢。

通常也把沉淀硬化不锈钢列入耐热钢中，这是因为这类钢在540～650℃范围内具有较高的热强性和足够的抗氧化性。

另外，在实际生产中也常按用途将耐热钢分为：电站锅炉用低合金钢；汽轮机和燃气轮机用叶片钢；汽车、舰船用阀门钢；石油化工和炉用耐热钢及耐热铸钢等。