Stale żaroodporne oraz stale odporne na pełzanie są stosowane w temperaturach do 650 °C, ich głownymi składnikami są chrom, molibden, wanad, wolfram i niob i wykazują wysoką odporność na korozję wysokotemperaturową. Stabilne wytrącanie pierwiastków stopowych skutkuje wysoką odpornością na pełzanie. Zastosowanie tej grupy stali jest ściśle związane z rozwojem technologii energetycznej.
Stale żaroodporne i odporne na pełzanie to materiały metaliczne, które mogą być stosowane w wyższych temperaturach i charakteryzują się wysoką stabilnością przed związanym z temperaturą pełzaniem i zmianami właściwości materiału. Maksymalna temperatura robocza wynosi od ok. 400 do ok. 620 °C; w górnym zakresie temperatur są one określane jako stale wysokotemperaturowe. Stale żaroodporne i wysokotemperaturowe powinny być w stanie wytrzymać najwyższe możliwe obciążenia mechaniczne w podwyższonych temperaturach i mieć wystarczającą odporność na korozję wysokotemperaturową. Kryterium oceny wytrzymałości w wysokich temperaturach jest na przykład granica odkształcenia czasowego 1% Rp1/1000. Limit odkształcenia czasowego 1% Rp1/1000 wskazuje naprężenie, przy którym trwałe odkształcenie 1% występuje po 1000 godzinach.Podczas gdy wytrzymałość mechaniczna konwencjonalnych stali niestopowych znacznie spada wraz ze wzrostem temperatury roboczej, właściwości wytrzymałościowe stali żaroodpornych ulegają znacznej poprawie w wyższych temperaturach dzięki zastosowaniu środków stopowych. Stale te są głównie stopowane z chromem, molibdenem, wanadem i wolframem, co zapewnia im dobrą odporność na pełzanie i wystarczającą stabilność strukturalną.Wybór stali zależy od temperatury pracy, naprężeń mechanicznych, obszaru zastosowania i przeznaczenia. Grupa stali żaroodpornych i wysokotemperaturowych obejmuje wiele różnych rodzajów stali.Niskostopowe stale żaroodporne do zastosowań w niższych temperaturach są używane w stanie normalizowanym lub martenzytyczno-bainitycznym ulepszonym cieplnie. Stale te są wzmacniane węglikami i węgloazotkami pierwiastków Cr, Mo, W, V i Nb.Stale wysokotemperaturowe do użytku w górnym zakresie temperatur zawierają od 9 do 12% Cr i są hartowane i odpuszczane. Stale te są również wzmacniane węglikami i węgloazotkami Cr, Mo, W, W i Nb. Jednak dzięki zastosowaniu specjalnych stopów i obróbki cieplnej uzyskuje się wydzielenia o większej stabilności termicznej, głównie węgliki azotu i azotu niobu, a także zwiększoną odporność na łuszczenie się.W miarę jak wydzielenia stopniowo ulegają rozrostowi lub ponownemu rozpuszczeniu pod wpływem naprężeń pełzających, mechanizm wzmacniający traci swoją skuteczność, co powoduje, że istnieje górna granica temperatury dla stosowania stali normalizowanych lub hartowanych i odpuszczanych. Stale austenityczne na bazie Cr-Ni wykazują znacznie wyższą odporność na pełzanie w temperaturach powyżej 600°C i są czasami stosowane w postaci półutwardzonej lub utwardzonej wydzieleniowo.Zastosowanie stali żaroodpornych i wysokotemperaturowych jest ściśle związane z rozwojem technologii energetycznej i dotyczy turbin parowych i gazowych, produktów petrochemicznych i np. zaworów w silnikach spalinowych. Stale są wybierane zgodnie z projektem termicznym, biorąc pod uwagę efektywność ekonomiczną. W przypadku najwyższych obciążeń termicznych czasami konieczne jest użycie stopów na bazie niklu.