Ливарні середньовуглецеві хромоалюмінієві сталі відносять до нових матеріалів, з яких виготовляють литі деталі, що працюють  в умовах високих температур і агресивних середовищ. Технологічні властивості цих сталей (ливарні і механічні властивості, оброблюваність, зварюваність, прокатуваність) вивчені досить досконало, а спеціальні, тобто такі, що проявляють себе під час експлуатації виробів (окалиностійкість, термостійкість, електроопір та ін.) практично не вивчені. Знання цих характеристик дозволить обґрунтовано вибрати відповідні галузі використання цього матеріалу як з урахуванням умов експлуатації так і з урахуванням ливарних властивостей на підставі визначення співвідношення основних компонентів, що входить до складу сталей.

Хром і алюміній є основними легувальними елементами, які забезпечують високу окалиностійкість сталей, тобто надають металу властивості протистояти при високих температурах хімічній дії – окисленню в різних газових середовищах. Роль цих елементів полягає насамперед у тому, що вони змінюють склад, структуру і властивості окалини, яка утворюється на поверхні виробу, а, отже, і швидкість окислення. Проте до цих пір не установлене оптимальне співвідношення цих  елементів, при якому утворюється стабільна, міцна і щільна захисна плівка, яка забезпечувала б максимальну окалиностійкість виробів.

Для визначення оптимальних концентрацій хрому і алюмінію вивчена окалиностійкість сталей з середнім вмістом вуглецю (0,25...0,35%), хрому – від 17 до 37% та алюмінію – від 1 до 7%. Випробування  зразків  діаметром 10 мм та довжиною 20 мм здійснювали у трубчастій печі при температурі 1200 °С протягом 100 год. Окалиностійкість визначали в атмосфері повітря та інших газових середовищах, в яких працюють жаростійкі вироби.

Для забезпечення достатньо високої окалиностійкості (збільшення маси на 4...6 мг/см² за 100 год) сталь має вмістити 25...27% хрому і 2...4% алюмінію. Подальше підвищення алюмінію не сприяє помітному покращанню окалиностійкості в наведених умовах, знижує ливарні та механічні властивості сталей. Збільшення концентрації алюмінію можна рекомендувати тільки для підвищення  робочої температури та при виготовлені виливків простої конфігурації.

Мінімальна кількість хрому в сталі для утворення захисної оксидної плівки Cr₂О₃ на поверхні виробу, повинна бути не менше 18...20%.

Дослідженнями кінетики окислення установлено, що підвищення вмісту алюмінію в сталях до 3% призводить до різкого зниження швидкості окислення металу, при цьому суттєво змінюється час „інкубаційного” періоду окислення: 2,5 год – для сталі без алюмінію; 1,5 год – для сталі з 1% алюмінію і 0,4 год – для сталі з 3% алюмінію. Змінюється і закономірність окислення. Якщо для сталі 30Х25Л окислення здійснюється за законом, що наближається до параболічного, то для сталі 30Х25Ю3Л більш справедливим є логарифмічний закон.

Вивчення кінетики окислення сталі, структури і властивостей оксидних плівок показали, що у сплавів системи Fe-Cr-Al на початку окислення (перші 10...15 хв.) на поверхні виробу утворюється шар оксидів, вміст металів в яких приблизно відповідає хімічному складу сталі. Під час „інкубаційного” періоду (20...10 хв.) із металу в окалину дифундують  алюміній, який має високу дифузійну здатність і термодинамічну активність, і меншою мірою хром. Відносна кількість фаз, яка утворилася на початку окислення, починає змінюватися у бік збільшення кількості оксидів  Al₂O₃ і Cr₂О₃. Остаточне співвідношення цих оксидів в окалині після завершення „інкубаційного” періоду залежить від вмісту хрому і алюмінію в сталі та температури середовища.

Найкраще захищає поверхню виробу від окислення при високих температурах плівка, яка складається:

–       з Cr₂О₃ з внутрішніми оксидними часточками Al₂O₃ – при високому вмісті хрому (> 24%) і низькому – алюмінію (не більше 1,5%);

–       з шпінелі (Al,Cr)₃О₄ з часточками оксидів заліза і хрому та їх розчинів – при високому вмісті в сталі хрому (> 25%) і алюмінію – від 1,5 до 3,0%;

–       з α-Al₂O₃ – при   високому вмісті   хрому  (> 27%) та  алюмінію  (> 3%).

Сталі,  які  утворюють  на  поверхні  виробу  захисний  оксидний шар α-Al₂O₃, мають найвищу окалиностійкість, їх можна використовувати для виготовлення литих деталей, які працюють при температурах до 1300...1350 °С.

Під час спалювання палива (наприклад, на теплових електростанціях) утворюється суміш газів СО₂, СО, Н₂О (пара) і N₂. На металеві матеріали кожний із цих газів (або їх суміші) діє більш агресивно, ніж перегріте повітря.

З метою вивчення окалиностійкості в атмосфері СО₂ і Н₂О (пари) випробувані зразки хромистої середньовуглецевої сталі легованої алюмінієм до 5%. Із збільшенням вмісту алюмінію окалиностійкість хромистої сталі зростає в усіх досліджених середовищах.

Незважаючи на те, що процеси взаємодії елементів сталі з окислювальними середовищами різні, склад і структура оксидних плівок практично однакові. Вміст оксидів заліза в окалині збільшується тільки на 1,0...1,5%. Окалина складається на 90...95% з α-Al₂O₃. Отже хромоалюмінієві сталі з вмістом 1,5...3,5% алюмінію мають високотемпературну корозійну стійкість в середовищах, які вмістять вуглекислий газ і водяну пару. Вироби, виготовлені із таких сталей, можуть працювати в наведених умовах при температурах до 1250 °С.