يشير الفولاذ المقاوم للحرارة- إلى الفولاذ الذي يتمتع-بمقاومة الأكسدة العالية وقوة الحرارة العالية-. تعتبر مقاومة الأكسدة لدرجات الحرارة العالية-شرطًا هامًا لضمان تشغيل قطع العمل على المدى الطويل-في درجات حرارة عالية. في البيئات المؤكسدة مثل -الهواء ذي درجة الحرارة العالية، يتفاعل الأكسجين كيميائيًا مع سطح الفولاذ لتكوين طبقات مختلفة من أكسيد الحديد. طبقة الأكسيد هذه مسامية للغاية، وتفقد الخصائص الأصلية للفولاذ، ويمكن تقشيرها بسهولة. لتحسين مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية-للفولاذ، تتم إضافة عناصر صناعة السبائك إلى الفولاذ، وبالتالي تغيير بنية الأكاسيد. تشمل عناصر صناعة السبائك شائعة الاستخدام الكروم والسيليكون والألمنيوم. تتفاعل مع الأكسجين لتكوين طبقة أكسيد كثيفة ومستقرة، أو طبقة تخميل مثل Cr2O3، أو SiO2، أو Al2O3، على سطح الفولاذ لحماية الفولاذ من المزيد من الأكسدة. تؤدي الكميات الكبيرة من الكروم والسيليكون والألومنيوم إلى مقاومة أفضل للأكسدة-في درجات الحرارة المرتفعة، ولكن الكميات الزائدة من السيليكون والألمنيوم تؤدي إلى تدهور الخواص الميكانيكية وقابلية المعالجة للصلب. لذلك، يستخدم الفولاذ المقاوم للحرارة-الكروم كعنصر صناعة السبائك الرئيسي والسيليكون والألومنيوم كعناصر مساعدة. باختصار، ترتبط مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية-للفولاذ فقط بتركيبه الكيميائي.
تشير قوة درجة الحرارة العالية- إلى قدرة الفولاذ على تحمل الأحمال الميكانيكية لفترات طويلة في درجات حرارة عالية. يواجه الفولاذ نوعين رئيسيين من الأحمال الميكانيكية عند درجات حرارة عالية: التليين (تقل القوة مع زيادة درجة الحرارة) والزحف (زيادة تشوه البلاستيك ببطء بمرور الوقت تحت ضغط مستمر). يحدث تشوه البلاستيك في الفولاذ عند درجات الحرارة المرتفعة بسبب الانزلاق داخل الحبيبات وانزلاق حدود الحبوب. يتم استخدام صناعة السبائك بشكل شائع لتحسين قوة الفولاذ-في درجات الحرارة المرتفعة. يتضمن ذلك إضافة عناصر صناعة السبائك لتعزيز الترابط بين الذرات وإنشاء هياكل مجهرية مناسبة. تؤدي إضافة الكروم والموليبدينوم والتنغستن والفاناديوم والتيتانيوم إلى تقوية مصفوفة الفولاذ وزيادة درجة حرارة إعادة التبلور وتكوين كربيدات معززة أو مركبات بين المعادن مثل Cr23C6 وVC وTiC. وتكون أطوار التسليح هذه ثابتة عند درجات الحرارة المرتفعة ولا تذوب ولا تتجمع وتحافظ على صلابتها. تهدف إضافة النيكل في المقام الأول إلى الحصول على الأوستينيت. يحتوي الأوستنيت على ترتيب ذري أكثر كثافة من الفريت، مما يؤدي إلى ترابط أقوى بين الذرات وانتشار ذري أقل. لذلك، يُظهر الأوستنيت قوة أفضل في درجات الحرارة العالية-. من الواضح أن قوة-درجة الحرارة العالية للفولاذ المقاوم للحرارة-لا ترتبط فقط بتركيبته الكيميائية ولكن أيضًا ببنيته المجهرية.