Ливарні середньовуглецеві хромоалюмінієві сталі відносять до матеріалів, з яких виготовляють литі деталі, що працюють в умовах високих температур та агресивних середовищ. Технологічні властивості цих сталей (ливарні й механічні, оброблюваність, зварюваність) вивчено досить досконало. Щодо спеціальних властивостей, тобто таких, що проявляють себе під час експлуатації виробів (окалиностійкості, термостійкості, ростостійкості) в літературі даних дуже мало. Знання цих характеристик дасть змогу обґрунтовано вибрати сталі для використання цього матеріалу в конкретних галузях як з урахуванням умов експлуатації, так і з урахуванням ливарних властивостей на підставі визначення співвідношення основних елементів, що входять до складу сталей.

Хром та алюміній є основними легувальними елементами, які забезпечують високу окалиностійкість сталей, тобто надають металу властивості протистояти за високих температур хімічній дії – окисненню в різних газових середовищах. Роль цих елементів полягає насамперед у тому, що вони змінюють склад, структуру та властивості окалини, яка утворюється на поверхні виробу, а, отже, й швидкість окиснення. Проте до теперішнього часу не установлено оптимальне співвідношення цих елементів, за якого утворювалась би стабільна, міцна та щільна захисна плівка, що забезпечувала б максимальну окалиностійкість і тривалу роботу виробів.

Для визначення оптимальних концентрацій хрому та алюмінію вивчено окалиностійкість сталей з середнім вмістом вуглецю (0,25...0,35%), хрому – від 17 до 37% та алюмінію – від 2 до 4%. Установлено, що збільшення вмісту алюмінію суттєво підвищує окалиностійкість усіх досліджених сталей, тобто зменшує приріст маси зразка. Для забезпечення достатньо високої окалиностійкості (4…6 мг/см² за 100 год) сталь має вміщувати 28...32% хрому та 2...4% алюмінію. Подальше підвищення алюмінію не сприяє помітному покращанню окалиностійкості в наведених умовах, але знижує ливарні та механічні властивості сталей. Збільшення концентрації алюмінію до 5 % можна рекомендувати тільки для підвищених робочих температур (до 1300 ºС) і для виготовлення виливків простої конфігурації, що працюють без навантажень.

Вивченням структури та складу оксидних плівок установлено, що в сплавах системи Fe-Cr-Al під час окиснення на поверхні виробу утворюється шар оксидів, вміст металів в яких приблизно відповідає хімічному складу сталі. Сталі, які утворюють на поверхні виробу захисний оксидний шар переважно з Al₂O₃, мають найвищу окалиностійкість, їх можна використовувати для виготовлення литих деталей, які працюють за температур до 1300 ºС.

Хромоалюмінієві сталі з вмістом 25…30 % хрому та 2,0...3,5% алюмінію мають високотемпературну корозійну стійкість у середовищах, які вміщують вуглекислий газ і водяну пару. Вироби, виготовлені із таких сталей, можуть працювати в наведених умовах за температур до 1250 °С.

Підвищити окалиностійкість хромоалюмінієвих сталей можна мікролегуванням і модифікуванням. Як мікролегувальні присадки та модифікатори досліджено вплив ітрію – до 0,08%; кальцію – до 0,3%; ванадію – до 0,45%.

Установлено, що найвищої окалиностійкості сталь набуває після оброблення її 0,08% ітрію, при цьому суттєво підвищуються механічні властивості сталей за високих температур за вмісту ітрію до 0,06%.

Кальцій до 0,1% майже на 50% підвищує окалиностійкість сталі внаслідок подрібнення структури металу, зменшення кількості та зміни форми й морфології неметалевих вкраплин через високу спорідненість до кисню, сірки й азоту. Така дія кальцію підвищує також міцність сталей за високих температур.

Присадки ванадію до 0,2 % підвищують окалиностійкість сталі, тимчасовий опір розриванню та відносне подовження. Подальше збільшення вмісту ванадію в її складі призводить до погіршання окалиностійкості.