Большинство современных жароупорных материалов являются дефицитными и настолько дорогими, что их стоимость составляет во многих печах сопротивления весьма значительную часть (иногда до 50%) от их общей стоимости. Это объясняется как трудностью изготовления и обработки многих материалов, так и дефицитностью и дороговизной их основных легирующих составляющих, таких кат никель, металлический хром, малоуглеродистый феррохром и т.п. Поэтому задача нахождения новых, более дешевых жароупорных материалов является весьма актуальной. Основные жароупорные материалы - это металлы, так как они в наибольшей степени удовлетворяют вышеприведенным требованиям. Окисляемость металлов под действием высокой температуры различна. Некоторые металлы дают легкоплавкие окислы, испаряющиеся при нагреве, в этом случае процесс окисления будет нарастающим во времени. То же самое получится, если окисел будет склонен растрескиваться при нагреве. Если же пленка окислов не имеет тенденции отскакивать от металла и имеет плотное строение, то она является защитной пленкой, а окисление металла постепенно, по мере ее образования, будет уменьшаться. В этом случае количество образующихся окислов принимают пропорциональным квадратному корню из времени нагрева.
Такого рода плотные защитные пленки образуются у металлов, окислы которых при образовании имеют больший объем, чем сам металл. Наоборот, металлы, у которых объем окислов меньше объема, занимаемого металлом, из которого они образовались, дают пористую пленку и у этих металлов количество образующихся окислов растет прямо пропорционально времени.
Металлами, дающим при добавке в сталь плотные защитные пленки, являются в первую очередь хром, алюминий и кремний. Однако чисто кремнистые или алюминиевые стали не применяются, так как они не куются, очень хрупки и лишь с трудом поддаются механической обработке. Значительное улучшение как обрабатываемости сталей, так и их механических свойств при высоких температурах особенно крипоустойчивости, можно получить добавлением никеля, например, в хромистые жароупорные стали.
Поэтому в зависимости от предъявляемых требований в электропечестроении применяются две группы сталей: хромистые - для ненагруженных конструкций и хромоникелевые - для нагруженных конструкций.
Теплопроводность хромистых сталей, как и у всех вообще жароупорных сталей, существенно меньше, чем у обычных углеродистых, причем у малолегированных сталей она уменьшается с температурой, а у высокохромистых слегка увеличивается.
Удельное электрическое сопротивление высокохромистых сталей намного больше, чем у углеродистых, но температурный коэффициент меньше.
Среднелегированные стали свариваются хорошо электродами из того же состава, но требуют специальных флюсов и отжига сварных швов. Высокохромистые стали свариваются электродами из хромистых сталей с трудом под флюсом, лучше их сваривать в подогретом состоянии хромоникелевыми электродами. Литье из хромистых сталей по своим свойствам мало отличается от кованых сплавов. С увеличением содержания углерода материал становится все тверже и при С≈1% отливки очень трудно обрабатывать.
Хромоникелевые стали являются самыми распространенными в электропечестроении, так как наряду с высокой жаростойкостью и достаточной механической прочностью, а также крипоустойчивостью они хорошо обрабатываются. Хромоникелевые стали хорошо свариваются автогеном и электросваркой.
Ввиду своей механической прочности при высоких температурах и крипоустойчивости они особенно пригодны для изготовления нагруженных деталей печей, особенно деталей печных транспортирующих устройств. Недостатками этих сталей являются большой коэффициент линейного расширения и, как следствие, большая склонность к короблению по сравнению с хромистыми сталями, а также чувствительность к парам серы. Кроме того, они значительно дороже хромистых сталей, поэтому последние следует применять наравне с хромоникелевыми там, где отсутствует механическая нагрузка.
Иногда детали, находящиеся в зоне высоких температур, делают из обычной стали, но насыщают их поверхностный слой алюминием на глубину в несколько десятых долей миллиметру. Алюминий весьма интенсивно увеличивается сопротивляемость стали окислению, и поэтому такие детали - контейнеры, пирометрические трубки и т.п., не несущие нагрузок, могут успешно работать до 800 °С.
В высокотемпературных печах (1000 – 1350 °С) для подовых перекрытий применяют карборундовые подовые жароупорные плиты. Обладая достаточно большой теплопроводностью, не намного меньшей, чем у стальных плит, они обладают значительно меньшей прочностью и поэтому требуют осторожного обращения.