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不銹鋼的熱疲勞強度指材料在高溫下由于周期反復變化著的應力的作用而發生損傷至斷裂的過程。不銹鋼的熱疲勞指的是在做加熱與冷卻過程中，當溫度產生變化與受到來自外部的約束力時，在材料的內部相應于其自身的膨脹與收縮變形形成應力，并使材料出現損傷。當快諫地反復加熱與冷卻時其應力就具備沖擊性，所形成的應力與一般情況比也就更大，此時有的不銹鋼棒會表現為脆性破壞。

熱疲勞與熱沖擊是有著似之處的現象，但前者主要伴隨波動大的望性應變，而后者的破壞主要為脆性破壞不銹鋼板的成分與熱處理條件對高溫疲勞強度有直接影響。尤其是當碳的含量增加時高溫疲勞強度會顯著增加，固溶熱處理溫度也有明顯的影響。

總的來說，鐵素體不銹鋼會具備良好的熱疲勞性能。在奧氏體型不銹鋼中具有穩定奧氏體組織和鉻鎳系奧氏體不銹鋼的韌性（室溫下韌性和低溫下韌性）非常優良，因而適用于在室溫下和低溫下的各種環境中使用。對于有穩定奧氏體組織和鉻錳系奧氏體不銹鋼。添加鎳可進一步改善其韌性。