在航空、电力、冶金、化工、石油等诸多行业中，许多机械或零部件需要在高温下使用，这就要求钢材具有抗蠕变、抗氧化、抗腐蚀性气体、足够的强度和韧性 以及良好的加工性和焊接性。 从现有的钢种来看，耐磨钢非常适合上述要求。
大多数金属能与氧反应生成氧化物，而氧化物的生成速度随着温度的升高而显着加快，因此金属在高温下的氧化速度非常快。 如果形成的氧化物是挥发性氧化物，则电阻金属也会不断流失。 但大多数金属氧化物不易挥发，如耐热耐磨钢，使耐磨钢表面覆盖一层氧化膜，阻碍金属与氧的进一步反应，使氧化反应逐渐减弱 速度。
氧化膜的形成对耐热耐磨钢有很好的保护作用。 这方面与氧化膜的性质有关。 氧化膜形成后，连续氧化需要氧气扩散到膜/金属界面，或金属扩散到膜/气体界面，反应才能继续进行。 金属或氧在薄膜中的扩散一般是通过空位扩散机制进行的。 因此，氧化物中的空位缺陷越多，扩散越快，氧化速度也越快。
Al2O3和Cr2O3中的金属/氧比接近化学计量比，氧化物中的空位很少，因此金属离子或氧离子在膜中的扩散相对困难。 一旦金属表面形成一层完整的Al2O3或Cr2O3薄膜，氧化反应速度就会明显减慢，因此薄膜具有良好的保护作用。
另一方面也是由于耐磨钢氧化膜的致密性和膜内的应力所致。 一般来说，氧化膜的致密性是由氧化膜的体积与被氧化金属的体积之比决定的，可用PBR表示。 物质随后引起的体积变化。
当然，当PBR>1时，金属转变为氧化物后体积增大，薄膜产生压应力； 当PBR<1时，金属转变为氧化物后体积减小，膜层产生拉应力，无法形成连续的膜层。 ; 因此，要求耐磨钢氧化膜的氧化膜体积与被氧化金属的体积之比控制在1-2之间，此时的压应力有利于钢材的致密性。
