耐热钢称为抗氧化钢，又叫不起皮钢。抗氧性取决于表面氧化皮稳定性、致密性及其与基体金属的黏附能力，其主要影响因素是化学成分。耐热钢的合金化主要加入如下元素。

（１）铬

铬是一种钝化元素，含铬钢能在表面形成一层致密的Cr₂O₃氧化膜，有效地阻碍外界的氧原子继续往里扩散。较高温度使用的钢和合金，含铬量常大于20%。如含铬22%在1100℃以下是稳定的，可以形成连续而致密的氧化膜。

（２）硅

含硅钢在高温时其表面可形成一层二氧化硅薄膜，它能提高抗氧化性。但过量的硅会恶化钢的热加工工艺性能。

（３）铝

铝和硅都是比较经济的提高抗氧化性的元素。含铝钢在表面形成Al₂O₃薄膜，与Cr₂O₃相似，能起很好的保护作用。含铝6%可使钢在980℃具有较好的抗氧化性；含铝5%的铁锰铝奥氏体钢可在800℃长期使用；过高的铝量会使钢的冲击性和焊接性能变坏。

（４）稀土元素

曾研究过稀土元素对Cr28钢抗氧化的影响，指出镧、铈等稀土元素可进一步提高含铬钢的抗氧化性，认为它们会降低C_r2O₃挥发性，改善氧化膜组成，使之变为更加稳定的（Cr，La）₂O₃；又认为它们可促进铬的扩散，有助于形成Cr₂O₃。镧还能抑制在1100~1200℃范围内形成容易分解的NiO。

实际上应用的抗氧化钢大多是铬钢。在铬镍钢或铬锰氮钢基础上添加硅或铝而配制成的。单纯的硅钢或铝钢因其力学性能和工艺性能欠佳而很少应用。

抗氧化性常用钢种有3Cr18Mn12Si2N、2Cr20Mn9Ni2Si2N等。它们的抗氧化性能很好，最高工作温度可达约1000℃，多用于制造加热炉的受热构件、锅炉中的吊钩等。它们常以铸件的形式使用，主要热处理是固溶处理，以获得均匀的奥氏体组织。