鉻、鋁、硅是由鐵氧體形成的元素，在高溫下可促進金屬表面形成致密氧化膜，以防止進一步氧化。它們是提高鋼的抗氧化性和耐高溫氣體腐蝕性的主要元素。然而，過高的鋁和硅含量將嚴重惡化室溫塑性和熱塑性。鉻能顯著提高耐熱鋼鑄件的再結晶溫度。當含量為2%時，加固效果較好。
鎳和錳可以形成并穩定奧氏體。鎳可以提高耐熱鋼鑄件的高溫強度和抗滲碳性。錳可以代替鎳形成奧氏體，但它會損害耐熱鋼鑄件的抗氧化性。
釩、鈦和鈮是強碳化物形成元素，可形成細小的分散碳化物，提高耐熱鋼鑄件的高溫強度。鈦、鈮和碳的結合還可以防止奧氏體鋼在高溫下或焊接后的晶間腐蝕。
碳和氮可以膨脹和穩定奧氏體，從而提高耐熱鋼鑄件的高溫強度。當鋼中含有更多的鉻和錳時，氮的溶解度可以顯著提高，氮合金化可以用來代替昂貴的鎳。
硼和稀土是耐熱鋼鑄件中的微量元素。溶解在固溶體中的硼會扭曲晶格，晶界上的硼可以阻止元素擴散和晶界遷移，從而提高鋼的高溫強度；稀土元素可以顯著提高耐熱鋼鑄件的抗氧化性和熱塑性。
耐熱鋼鑄件通常在電弧爐或感應爐中冶煉。真空精煉和二次精煉通常用于高質量要求的產品。一些高合金耐熱鋼鑄件難以通過鑄造加工和變形。它不僅比軋制產品更便宜，而且具有更高的持久強度。因此，耐熱鑄鋼在耐熱鋼鑄件中占很大比例。
除砂型鑄造外，精密鑄造還可用于獲得表面光滑、尺寸準確的產品。離心鑄造通常用于合成氨和乙烯裂解用高溫爐管。熱處理珠光體高強度鋼通常在正火或淬火和回火后使用；馬氏體耐熱鋼經過淬火和回火，以穩定結構，獲得良好的綜合力學性能和高溫強度。
耐熱鋼鑄件退火罐生產線中的鐵素體鋼不能通過熱處理進行強化。為了消除冷塑性變形加工和焊接引起的內應力，可在650~830℃進行退火處理。退火后，可快速冷卻，以快速通過475℃的脆性溫度范圍。
奧氏體抗氧化鋼主要通過高溫固溶熱處理來獲得良好的冷變形。奧氏體熱強度鋼首先經過高溫固溶處理，然后在高于使用溫度60～100℃的溫度下時效，以穩定組織并析出第二相，從而增強基體。耐熱鋼主要在鑄態下使用，應根據耐熱鋼鑄件的類型采用相應的熱處理。
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