热处理炉常用的耐火材料有耐火黏土砖、高铝砖、抗渗碳砖、耐火混凝土、碳化硅制品、各种耐火纤维及耐火涂料等。其中耐火黏土砖在热处理炉中用得***多。耐火黏土砖的原料主要是耐火黏土和高岭土。耐火黏土砖的化学成分为Al2O3(质量分数为30%~40%)、SiO2(质量分数为50%~65%)，其余为各种金属氧化物。普通黏土砖属于弱酸性，其荷重软化点为1350℃，具有较小的膨胀系数、热导率和比热容，具有较好的热振稳定性，******使用温度为1300~1400℃。普通黏土砖在热处理炉中使用***多，一般用于砌筑炉顶、炉底、炉墙、燃烧室等。在热处理炉中铁铬铝合金与黏土砖之间会发生化学反应，黏土砖会使铁铬铝合金受腐蚀而损坏。黏土砖在控制气氛中易受CO、H2的侵蚀而被破坏。高铝砖中Al2O3的质量分数大于48%，其余主要是SiO2，杂质很少。普通高铝砖按照Al2O3的质量分数分为三个等级，即Al2O3的质量分数大于48%，Al2O3的质量分数大于55%，Al2O3的质量分数大于65%。高铝砖具有耐火度高、高温结构强度好和化学稳定性好等优点，但价格昂贵，多用于高温热处理炉及电阻丝或电阻带的搁砖、热电偶导管、马弗炉的炉芯等。在含有CO和H2和还原气氛中，耐火黏土砖或耐火高铝砖中的Fe2O3会与气氛发生如下反应：
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 (1)
Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O (2)
生成金属铁。而铁又是下述反应的催化剂，加速了CO的分解，析出炭黑，沉积于砖体内部。2CO=CO2+C (3)
铁的形成及随后铁又形成Fe3C均使砌砖体变得疏松。同时，砌砖体内炭黑的沉积使砖的体积膨胀。这将导致普通耐火黏土砖或耐火高铝砖炉衬过早损坏。因此，抗渗碳砖中Fe2O3的质量分数要求在1%以下。碳化硅耐火制品的化学成分主要是SiC。它具有较高的耐火度和高温结构强度，很好的耐磨性、热震稳定性、导热性及导电性。根据其制造工艺的不同，可用做高温炉的电热元件、高温炉的炉底板等。碳化硅制品在1300℃以上时易被氧化，并易被碱性炉渣所侵蚀。耐火砖按其体积密度不同可分为重质耐火砖、轻质耐火砖与超轻质耐火砖。轻质黏土砖的主要原料与黏土砖相同，但在其中加入了木屑、无烟煤或焦炭末，这些物质都属于可燃物，在耐火砖制备烧结过程中被烧掉，从而耐火砖的孔隙度增大，体积密度变小，保温性增强。也可以在配料中加入化学发泡剂，使砖的体积密度变小。采用轻质或超轻质砖做炉衬时，可以减少炉衬的蓄热损失，节省能源，同时可以缩短空炉升温的时间。但轻质砖和超轻质砖也存在很多不足，由于其体积密度小而使其耐压强度降低，荷重软化点也降低;因为其孔隙率增大使其残余收缩(或膨胀)增大，抗化学侵蚀能力下降。耐火纤维又称陶瓷纤维，是一种新型的耐火材料，兼有耐火和保温作用。根据原料不同有硅酸铝、石英、氧化铝和石墨耐火纤维。耐火纤维具有质量轻、比热容小、耐高温、热震稳定性好、化学稳定性好等优点，可以散状填充，也可以制成毡、板、绳、砖等成品使用，还可用于炉墙内侧或耐火层与保温层中间的过渡层。不定型耐火材料既可以制成各种形状的预制块，便于机械化施工，也可在加热炉上整体浇捣，加强炉体的整体性，同时便于改进炉型结构。例如，制造盐浴炉的盐槽坩埚，也可以制造炉顶与炉衬的预制件。不定型耐火材料按照制作方法不同可分为浇注料、可塑料、喷涂料、捣打料、涂抹料、投射料等。常用的不定型耐火材料有耐火浇注料、耐火可塑料、耐火捣打料、耐火涂料和耐火水泥等。耐火混凝土是热处理炉常用的一种不定型耐火材料，可分为硅酸盐耐火混凝土、铝酸盐耐火混凝土、磷酸盐耐火混凝土和水玻璃耐火混凝土等种类。耐火混凝土是由胶结料、骨料和掺和料三部分组成，有时还加入促凝剂。其优点是可以浇捣成整体炉衬，便于制造复杂构件，修炉和砌炉的速度快，炉子寿命长，成本低;缺点是耐火度低于耐火砖。耐火泥浆是在采用成形砖砌筑炉体时用来填充砖缝使其相互黏结而固定的，同时使砌砖体具有一定的强度和气密性的一种耐火材料。耐火泥由熟料和黏结剂组成，其耐火度由原料的耐火度及其配料比决定，一般稍低于所砌耐火砖的耐火度。为了使耐火泥浆和砖体具有相同的工艺性能，所选用的耐火泥浆的成分及性能应接近于所砌耐火砖的相应性能，即各种耐火砖应使用其规定的耐火泥浆。例如，在砌筑黏土砖时，一般采用质量分数为50%~70%的黏土熟料粉和质量分数为30%-50%的结合黏土(生黏土)做耐火泥浆，其中生黏土起到黏结加固作用，但是量不能用得太多，因为生黏土量用多了，在烧结时体积收缩较大，容易使砌缝开裂。
有时为了提高砌砖体的气密性也可以采用掺有水玻璃的可塑性泥浆。另外，磷酸盐耐火泥浆在高温下具有较高的黏结强度、很好的高温体积稳定性和化学稳定性，所以在砌筑高温盐浴炉的浴槽时，可以使用磷酸盐耐火泥浆作为填缝材料，也可以使用高铝熟料粉做耐火泥浆。
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