耐熱鋼稱為抗氧化鋼，又叫不起皮鋼。抗氧性取決于表面氧化皮穩定性、致密性及其與基體金屬的黏附能力，其主要影響因素是化學成分。耐熱鋼的合金化主要加入如下元素。

（１）鉻

鉻是一種鈍化元素，含鉻鋼能在表面形成一層致密的Cr₂O₃氧化膜，有效地阻礙外界的氧原子繼續往里擴散。較高溫度使用的鋼和合金，含鉻量常大于20%。如含鉻22%在1100℃以下是穩定的，可以形成連續而致密的氧化膜。

（２）硅

含硅鋼在高溫時其表面可形成一層二氧化硅薄膜，它能提高抗氧化性。但過量的硅會惡化鋼的熱加工工藝性能。

（３）鋁

鋁和硅都是比較經濟的提高抗氧化性的元素。含鋁鋼在表面形成Al₂O₃薄膜，與Cr₂O₃相似，能起很好的保護作用。含鋁6%可使鋼在980℃具有較好的抗氧化性；含鋁5%的鐵錳鋁奧氏體鋼可在800℃長期使用；過高的鋁量會使鋼的沖擊性和焊接性能變壞。

（４）稀土元素

曾研究過稀土元素對Cr28鋼抗氧化的影響，指出鑭、鈰等稀土元素可進一步提高含鉻鋼的抗氧化性，認為它們會降低C_r2O₃揮發性，改善氧化膜組成，使之變為更加穩定的（Cr，La）₂O₃；又認為它們可促進鉻的擴散，有助于形成Cr₂O₃。鑭還能抑制在1100~1200℃范圍內形成容易分解的NiO。

實際上應用的抗氧化鋼大多是鉻鋼。在鉻鎳鋼或鉻錳氮鋼基礎上添加硅或鋁而配制成的。單純的硅鋼或鋁鋼因其力學性能和工藝性能欠佳而很少應用。

抗氧化性常用鋼種有3Cr18Mn12Si2N、2Cr20Mn9Ni2Si2N等。它們的抗氧化性能很好，最高工作溫度可達約1000℃，多用于制造加熱爐的受熱構件、鍋爐中的吊鉤等。它們常以鑄件的形式使用，主要熱處理是固溶處理，以獲得均勻的奧氏體組織。