Oțelul rezistent la căldură poate menține o performanță bună în medii cu temperaturi ridicate fără adăugarea de diferite elemente de aliere. Fiecare dintre aceste elemente joacă un rol unic în îmbunătățirea performanței oțelului rezistent la căldură.
Cromul (Cr) este un element cheie în oțelul rezistent la căldură, care îi sporește rezistența la oxidare. Formează o peliculă densă de oxid de crom pe suprafața oțelului, care acționează ca un scut puternic și previne eficient difuzarea în continuare a oxigenului în interiorul oțelului, protejându-l astfel de oxidare. Între timp, cromul poate spori rezistența la temperaturi ridicate și duritatea oțelului, făcând oțelul rezistent la căldură mai durabil la temperaturi ridicate.
Nichelul (Ni) poate îmbunătăți semnificativ duritatea și rezistența la oboseală a oțelului. În medii cu temperaturi ridicate, oțelul este predispus la fisuri de oboseală din cauza diferitelor solicitări. Adăugarea de nichel poate menține o performanță bună a oțelului sub solicitări repetate și poate preveni deteriorarea. În plus, atunci când nichelul este utilizat în combinație cu crom, poate îmbunătăți semnificativ rezistența la oxidare și rezistența la coroziune a oțelului rezistent la căldură, permițându-i să funcționeze stabil chiar și în medii corozive dure la temperatură înaltă.
Funcția principală a molibdenului (Mo) este de a îmbunătăți rezistența la temperaturi ridicate și rezistența la fluaj a oțelului. Sub temperatură și sarcină ridicată pe termen lung, oțelul va suferi o deformare plastică lentă, și anume un fenomen de fluaj. Molibdenul poate suprima eficient această deformare, poate spori durabilitatea oțelului la temperaturi ridicate și poate asigura că oțelul rezistent la căldură își menține forma și performanța stabile în timpul funcționării pe termen lung la temperaturi ridicate.
Elemente precum vanadiul (V) și titanul (Ti) pot forma carburi mici. Aceste carburi sunt dispersate și distribuite în structura oțelului, jucând un rol în întărirea precipitațiilor, cum ar fi adăugarea a nenumărate „cuie” minuscule la oțel, îmbunătățirea rezistenței și durității acestuia și îmbunătățirea performanței sale la temperatură ridicată.
Efectul sinergic al acestor elemente de aliere conferă oțelului rezistent la căldură proprietăți excelente, permițându-i să fie utilizat pe scară largă în multe domenii industriale la temperaturi înalte.