Karščiui-atsparus plienas reiškia plieną, pasižymintį aukšta-temperatūra atsparumu oksidacijai ir aukštai{2}}temperatūrai. Atsparumas oksidacijai aukštoje-temperatūroje yra svarbi sąlyga norint užtikrinti ilgalaikį ruošinių veikimą aukštoje temperatūroje. Oksiduojančioje aplinkoje, pvz., aukštos-temperatūros ore, deguonis chemiškai reaguoja su plieno paviršiumi, sudarydamas įvairius geležies oksido sluoksnius. Šis oksido sluoksnis yra labai porėtas, praranda pirmines plieno savybes, lengvai nusilupa. Siekiant pagerinti plieno atsparumą oksidacijai aukštoje temperatūroje, į plieną dedama legiravimo elementų, taip keičiant oksidų struktūrą. Dažniausiai naudojami legiravimo elementai yra chromas, silicis ir aliuminis. Jie reaguoja su deguonimi ir sudaro tankų ir stabilų oksido sluoksnį arba pasyvavimo sluoksnį, pvz., Cr2O3, SiO2 arba Al2O3, ant plieno paviršiaus, kad apsaugotų plieną nuo tolesnės oksidacijos. Didesnis chromo, silicio ir aliuminio kiekis padidina atsparumą oksidacijai aukštoje{19}}temperatūroje, tačiau per didelis silicio ir aliuminio kiekis pablogina plieno mechanines savybes ir apdirbamumą. Todėl karščiui{21}}atspariame pliene kaip pagrindinis legiravimo elementas naudojamas chromas, o kaip pagalbiniai elementai – silicis ir aliuminis. Trumpai tariant, plieno atsparumas aukštai{23}}oksidacijai priklauso tik nuo jo cheminės sudėties.
Atsparumas aukštai{0}}temperatūrai reiškia plieno gebėjimą atlaikyti mechanines apkrovas ilgą laiką esant aukštai temperatūrai. Plienas aukštoje temperatūroje patiria dviejų pagrindinių tipų mechanines apkrovas: minkštėjimą (stiprumas mažėja didėjant temperatūrai) ir šliaužimą (laikui esant nuolatiniam įtempimui lėtai didėja plastinė deformacija). Plieno plastinę deformaciją aukštoje temperatūroje sukelia intragranulinis slydimas ir grūdelių ribos slydimas. Legiravimas dažniausiai naudojamas siekiant pagerinti plieno atsparumą aukštoje temperatūroje{4}}. Tai apima legiruojančių elementų pridėjimą, siekiant sustiprinti tarpatominį ryšį ir sukurti palankias mikrostruktūras. Chromo, molibdeno, volframo, vanadžio ir titano pridėjimas sustiprina plieno matricą, padidina perkristalizavimo temperatūrą ir suformuoja armuojančius karbidus arba intermetalinius junginius, tokius kaip Cr23C6, VC ir TiC. Šios armavimo fazės yra stabilios aukštoje temperatūroje, netirpsta, nesikaupia ir išlaiko savo kietumą. Pridedant nikelio pirmiausia siekiama gauti austenitą. Austenitas turi tankesnį atomų išsidėstymą nei feritas, todėl stipresnis tarpatominis ryšys ir mažesnė atomų difuzija. Todėl austenitas pasižymi geresniu stipriu{13}}aukštoje temperatūroje. Akivaizdu, kad karščiui atsparaus plieno stiprumas aukštoje temperatūroje yra susijęs ne tik su jo chemine sudėtimi, bet ir su mikrostruktūra.