Стали этой группы являются полужаростойкими, обладают повышенной коррозионной стойкостью в некоторых химически активных средах и широко применяются в нефтяной промышленности (крекинг-аппаратура), котлотурбостроении и аппаратуре синтеза аммиака, но они не являются нержавеющими.
Хромистые стали с 5% Сг вначале применяли без молибдена; они обладали существенным недостатком: в результате длительного нагрева при 450—575° С становились хрупкими.
При исследовании труб до и после эксплуатации (рабочая температура до 600° С и повышенное давление) обнаружена большая разница в значениях ударной вязкости.
В трубах, бывших в эксплуатации, значения ударной вязкости на 80% ниже, чем в трубах до эксплуатации. Оказалось, что во всех случаях хрупкость труб после эксплуатации связана с их восприимчивостью к хрупкости при отпуске.
Большинство исследователей отмечает, что хром, марганец и никель способствуют развитию хрупкости у сталей, а присадка молибдена полностью устраняет её. Введение вольфрама оказывает положительное влияние, но его действие менее эффективно, чем молибдена. Позднее было выяснено, что молибден весьма полезен в сталях не только для устранения хрупкости, но и для повышения сопротивления ползучести при высоких температурах.
Кроме молибдена, почти обязательного для 5—10%-ных хромистых сталей, применяют и другие легирующие элементы.
Кремний и алюминий вводят для повышения сопротивления окислению при рабочих температурах; титан или ниобий — для устранения склонности стали к закаливанию на воздухе за счёт связывания углерода в стойкие нерастворимые при закалке карбиды; ванадий — для повышения прочностных характеристик при рабочих температурах и для увеличения стойкости против водородной коррозии. Как правило, содержание углерода в 5—10%-ных хромистых сталях не превышает 0,15%.
При легировании указанных сталей необходимо учитывать, что присадка ферритообразующих элементов (молибдена, кремния, титана, ниобия, алюминия) при незначительном содержании углерода способствует получению двухфазной феррито-пер-литной структуры. С повышением содержания углерода увеличивается количество перлита в стали и при —0,47% С сталь полностью становится перлитной (эвтектоидной).
Характерной особенностью 5—10%-ных хромистых сталей является способность их при охлаждении на воздухе с надкритических температур приобретать высокую твёрдость, т. е. закаливаться. Повышение содержания углерода увеличивает склонность сталей к закалке.
Склонность к самозакаливанию на воздухе вносит ряд особенностей в технологию изготовления деталей из таких сталей: после каждой операции горячей обработки давлением или сварки их следует отжигать при 840— 860° С. В некоторых случаях достаточен нагрев на температуру порядка 750—770° С, однако полное смягчение сталь получает только после высокотемпературного отжига.
В отожжённом состоянии стали хорошо поддаются обработке на станках. После закалки и отпуска они имеют высокую прочность, достаточные пластичность и ударную вязкость. В зависимости от температуры отпуска механические свойства сталей меняются в широких пределах. Часто применяют термическую обработку, состоящую из нормализации при 950° С и последующего двухчасового отпуска при 760—800° С с охлаждением на воздухе.