Под воздействием высоких нагрузок и температур многие металлы разрушаются и деформируются, во избежание таких случаев используют жаропрочные стали. Повышение их технических качеств достигается двумя основными факторами: максимальным насыщением твердого раствора легирующими элементами и упрочнением границ зерен твердого вещества высокодисперсными фазами (карбидами, интерметаллидами и др.), выпадающими из пересыщенного твердого раствора при соответствующей термической обработке («дисперсионное твердение»). Существенное влияние оказывает также средний размер их зерна (dср).

На жаропрочность сталей и сплавов оказывает также большое влияние степень легирования. Чем выше концентрация элементов в твердом растворе и чем больше образуется упрочняющих фаз (карбидов, интерметаллидов) при соответствующей термической обработке, тем выше стойкость материала. Данную продукцию разделяют на два вида: хромистую и хромоникелевую. Первые из перечисленных содержат углерод в количестве до 0,15% и хром - 12-16%. Металл этого типа с малым содержанием углерода является в основном ферритным и практически не поддается термической обработке.

Материалы с повышенным содержанием углерода после закалки образуют мартенситную структуру, но при быстром охлаждении (при содержании в них хрома не более 12%) кроме мартенсита сохраняется и определенное количество остаточного аустенита. Характерной особенностью жаростойких сталей этой группы является то обстоятельство, что при отпуске в интервале 450-550° С в них появляется охрупчивание. Это негативно отражается на их эксплуатационных характеристиках. При этом значительно понижается ударная вязкость и ухудшается коррозионная стойкость.

Хромоникелевые жаропрочные стали разделяются на следующие три подгруппы:

а) с малым содержанием углерода (не более 0,05%) и присадками небольших количеств титана, ниобия и молибдена или без них;

б) стали с низким содержанием углерода (менее 0,10%), с наличием в составе титана и образованием в структуре соответствующих интерметаллидов;

в) с повышенным содержанием углерода (до 0,5%), карбидным упрочнением и легированием ванадием, вольфрамом, молибденом.

Увеличение хрома, титана, ниобия, кремния, тантала, алюминия и молибдена способствует образованию в аустените второй (ферритной) фазы. Хромоникелевые виды обладают довольно высокой жаропрочностью, но последняя резко падает с повышением содержания легкоплавких примесей. Эти жаропрочные стали используются также и как коррозионностойкие.