ช่างตีเหล็ก

ภาพของ วินซ์ เจ. ไฮล์แมน (1918–2000) ถ่ายโดยหนังสือพิมพ์ท้องถิ่นราวปี 1970
อาชีพ
ประเภทอาชีพ	วิชาชีพ
ภาคกิจกรรม	อาชีพ
คำอธิบาย
สมรรถนะ	ความแข็งแกร่งทางกายภาพ การคิดเชิงนามธรรม
สาขาอาชีพ	ศิลปิน ช่างฝีมือ
งานที่เกี่ยวข้อง	ช่างตีเหล็ก

ช่างตีเหล็กเป็นช่างโลหะที่สร้างวัตถุส่วนใหญ่จากเหล็กดัดหรือเหล็กกล้าแต่บางครั้งก็จากโลหะอื่นๆโดยการตีขึ้นรูปโลหะโดยใช้เครื่องมือในการตอก ดัด และตัด (ดูช่างดีบุก ) ช่างตีเหล็กผลิตวัตถุต่างๆ เช่น ประตู ตะแกรง ราวบันได โคมไฟ เฟอร์นิเจอร์ รูปปั้น เครื่องมือ อุปกรณ์การเกษตร ของตกแต่งและของใช้ทางศาสนา เครื่องครัว และอาวุธ ในอดีตมีการแบ่งแยกงานหนักของช่างตีเหล็กกับงานที่ละเอียดอ่อนกว่าของช่างขาวซึ่งมักทำงานกับทองคำเงินดีบุกหรือขั้นตอนการตกแต่งขั้นสุดท้ายของเหล็กกล้าชั้นดี^{[ 1 ]}สถานที่ที่ช่างตีเหล็กทำงานนั้นเรียกได้หลายแบบว่าโรงตีเหล็กเตาหลอมหรือร้านช่างตีเหล็ก

แม้ว่าจะมีหลายอาชีพที่ทำงานกับโลหะ เช่นช่างตีเหล็กช่างทำล้อและช่างทำเกราะแต่ในสมัยก่อน ช่างตีเหล็กมีความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับการผลิตและซ่อมแซมสิ่งต่างๆ มากมาย ตั้งแต่อาวุธและเกราะที่ซับซ้อนที่สุด ไปจนถึงสิ่งง่ายๆ เช่น ตะปูหรือโซ่

คำว่า "ดำ" ใน "ช่างตีเหล็ก" หมายถึงคราบตะกรัน สีดำ ซึ่งเป็นชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของโลหะระหว่างการให้ความร้อน คำว่า smith มาจากคำภาษาอังกฤษโบราณsmiðซึ่งหมายถึง "ช่างตีเหล็ก" มาจากภาษาโปรโตเยอรมัน*smiþazซึ่งหมายถึง "ช่างฝีมือ" ^{[ 2 ]}

ช่างตีเหล็กทำงานโดยการให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนเหล็กดัดหรือเหล็กกล้าจนกระทั่งโลหะอ่อนตัวลงพอที่จะขึ้นรูปด้วยเครื่องมือช่าง เช่น ค้อน ทั่งและสิ่วโดยทั่วไปแล้ว การให้ความร้อนจะเกิดขึ้นในเตาหลอมที่ใช้เชื้อเพลิง เช่น โพรเพน ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน ถ่านไม้โค้กหรือน้ำมัน

ช่างตีเหล็กสมัยใหม่บางคนอาจใช้ หัวพ่นแก๊สออก ซิอะเซทิลีนหรือหัวพ่น ที่คล้ายกัน เพื่อให้ความร้อนเฉพาะจุดมากขึ้น วิธีการ ให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำกำลังได้รับความนิยมในหมู่ช่างตีเหล็กสมัยใหม่

สีมีความสำคัญในการบ่งบอกอุณหภูมิและความสามารถในการขึ้นรูปของโลหะ เมื่อเหล็กได้รับความร้อนสูงขึ้น มันจะเรืองแสงเป็นสีแดงก่อน จากนั้นเป็นสีส้ม สีเหลือง และสุดท้ายเป็นสีขาว ความร้อนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการตีขึ้นรูปส่วนใหญ่คือสีเหลืองส้มสดใส ซึ่งบ่งบอกถึงความร้อนที่เหมาะสมสำหรับการตีขึ้นรูปเนื่องจากช่างตีเหล็กต้องสามารถมองเห็นสีที่เรืองแสงของโลหะได้ พวกเขาจึงทำงานในสภาพแสงสลัว แต่ส่วนใหญ่ทำงานในสภาพที่มีแสงสว่างเพียงพอ สิ่งสำคัญคือต้องมีแสงสว่างสม่ำเสมอ แต่ไม่สว่างเกินไป แสงแดดโดยตรงจะบดบังสีต่างๆ

เทคนิคการตีเหล็กสามารถแบ่งออกได้คร่าวๆ เป็น การตีขึ้นรูป (บางครั้งเรียกว่า "การแกะสลัก"), การเชื่อม, การอบชุบด้วยความร้อน และการตกแต่งขั้นสุดท้าย

การตีขึ้นรูปโลหะ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ช่างตีเหล็กใช้ในการขึ้นรูปโลหะโดยการตีนั้น แตกต่างจากการกลึงตรงที่การตีขึ้นรูปโลหะไม่ได้เป็นการกำจัดวัสดุออกไป แต่ช่างตีเหล็กจะตีเหล็กให้เป็นรูปทรงแทน แม้แต่การเจาะและการตัด (ยกเว้นการตัดแต่งส่วนเกิน) โดยช่างตีเหล็ก มักจะจัดเรียงโลหะใหม่รอบๆ รูมากกว่าที่จะเจาะออกไปเป็นเศษโลหะ

การตีขึ้นรูปโลหะใช้กระบวนการหรือเทคนิคพื้นฐานเจ็ดอย่าง:

• ดึงลงมา
• การหดตัว (ประเภทหนึ่งของการทำให้ไม่สบายใจ)
• การดัดงอ
• น่าเศร้า
• การอัดขึ้นรูป
• การชกต่อย
• การเชื่อมแบบตีขึ้นรูป

โดยทั่วไปแล้ว การทำงานเหล่านี้ต้องใช้ค้อนและทั่งเป็น อย่างน้อย แต่ช่างตีเหล็กก็ใช้เครื่องมือและเทคนิคอื่นๆ เพื่อรองรับงานที่มีขนาดแปลกๆ หรืองานที่ต้องทำซ้ำๆ ด้วย

การดึงขึ้นรูปโลหะเป็นการเพิ่มความยาวให้กับโลหะโดยการลดขนาดมิติใดมิติหนึ่งหรือทั้งสองมิติ เมื่อความลึกลดลงหรือความกว้างแคบลง ชิ้นงานก็จะยาวขึ้นหรือ "ยืดออก"

ตัวอย่างเช่น ช่างตีเหล็กที่ทำสิ่วอาจจะทำให้แท่งเหล็กสี่เหลี่ยมแบนลง ทำให้โลหะยาวขึ้น ลดความลึก แต่รักษาความกว้างให้คงที่

การวาดรูปทรงไม่จำเป็นต้องสม่ำเสมอเสมอไป สามารถทำให้เรียวลงได้ เช่น ในการทำลิ่มหรือใบสิ่วสำหรับงานไม้ หากทำให้เรียวลงในสองมิติ จะได้เป็นปลายแหลม

การวาดภาพสามารถทำได้ด้วยเครื่องมือและวิธีการที่หลากหลาย สองวิธีทั่วไปที่ใช้เพียงค้อนและทั่งคือ การตอกที่ส่วนปลายของทั่ง และการตอกที่หน้าทั่งโดยใช้ปลายค้อนด้านขวาง

อีกวิธีหนึ่งในการขึ้นรูปโลหะคือการใช้เครื่องมือที่เรียกว่าฟูลเลอร์หรือปลายค้อน เพื่อเร่งกระบวนการขึ้นรูปโลหะชิ้นหนา (เทคนิคนี้เรียกว่า ฟูลเลอร์ ตามชื่อเครื่องมือ) ฟูลเลอร์ประกอบด้วยการตอกรอยบุ๋มเป็นชุดๆ โดยมีสันนูนขนานกัน ตั้งฉากกับส่วนยาวของชิ้นงานที่กำลังขึ้นรูป ผลที่ได้จะดูคล้ายคลื่นตามด้านบนของชิ้นงาน จากนั้นช่างตีเหล็กจะพลิกค้อนเพื่อใช้ด้านแบนตอกลงบนสันนูนให้เสมอกับด้านล่างของรอยบุ๋ม วิธีนี้จะทำให้โลหะขยายตัวในแนวยาว (และแนวกว้างหากปล่อยไว้โดยไม่ควบคุม) เร็วกว่าการตอกด้วยด้านแบนของค้อนเพียงอย่างเดียวมาก

การให้ความร้อนแก่เหล็กจนถึงระดับ "ความร้อนสำหรับการตีขึ้นรูป" จะทำให้สามารถดัดงอได้ราวกับเป็นโลหะอ่อนที่ยืดหยุ่นได้เช่น ทองแดงหรือเงิน

การดัดสามารถทำได้โดยใช้ค้อนตีลงบนส่วนโค้งหรือขอบของทั่ง หรือโดยการเสียบส้อมดัดเข้าไปในรูฮาร์ดี้ (รูสี่เหลี่ยมด้านบนของทั่ง) วางชิ้นงานไว้ระหว่างซี่ของส้อม แล้วดัดวัสดุให้ได้มุมที่ต้องการ สามารถตกแต่งและทำให้รอยดัดแน่นขึ้น หรือขยายให้กว้างขึ้นได้โดยการตอกลงบนส่วนของทั่งที่มีรูปทรงเหมาะสม

โลหะบางชนิด "อ่อนตัวเมื่อร้อน" หมายความว่ามันจะสูญเสียความแข็งแรงเมื่อได้รับความร้อน มันจะกลายเป็นเหมือนดินน้ำมันแม้ว่าจะยังสามารถดัดแปลงรูปทรงได้ด้วยการบีบ แต่การพยายามยืดมัน แม้กระทั่งการดัดหรือบิด ก็มีแนวโน้มที่จะทำให้มันแตกหักได้ นี่เป็นปัญหาสำหรับเหล็กที่ใช้ทำใบมีดบางชนิด ซึ่งต้องได้รับการผลิตอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดรอยแตกที่ซ่อนอยู่ซึ่งจะทำให้เกิดความเสียหายในอนาคต แม้ว่าจะไม่ค่อยมีการขึ้นรูปด้วยมือ แต่ไทเทเนียมก็อ่อนตัวเมื่อร้อนอย่างเห็นได้ชัด แม้แต่กระบวนการตีเหล็กทั่วไป เช่น การบิดแท่งเพื่อตกแต่ง ก็เป็นไปไม่ได้กับไทเทเนียม

การขึ้นรูปโลหะด้วยการอัดรีด คือกระบวนการทำให้โลหะหนาขึ้นในมิติหนึ่งโดยการทำให้สั้นลงในอีกมิติหนึ่ง วิธีหนึ่งคือการให้ความร้อนที่ปลายแท่งโลหะแล้วใช้ค้อนตอกเหมือนกับการตอกตะปู แท่งโลหะจะสั้นลงและส่วนที่ร้อนจะกว้างขึ้น อีกวิธีหนึ่งนอกจากการตอกที่ปลายร้อนคือการวางปลายร้อนบนทั่งแล้วใช้ค้อนตอกที่ปลายด้านเย็น

การเจาะอาจทำเพื่อสร้างลวดลายตกแต่ง หรือเพื่อเจาะรู ตัวอย่างเช่น ในการเตรียมการทำหัวค้อน ช่างตีเหล็กจะเจาะรูในแท่งหรือเหล็กเส้นหนาๆ สำหรับด้ามค้อน การเจาะไม่ได้จำกัดอยู่แค่การเจาะรูและรอยบุ๋มเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการตัด การผ่า และการเซาะร่อง ซึ่งทั้งหมดนี้ทำด้วยสิ่ว

กระบวนการตีขึ้นรูปพื้นฐานทั้งห้าอย่างมักถูกนำมาผสมผสานกันเพื่อสร้างและปรับแต่งรูปทรงที่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ตัวอย่างเช่น ในการทำหัวค้อนแบบหัวแฉก ช่างตีเหล็กจะเริ่มต้นด้วยแท่งโลหะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณเท่ากับหน้าค้อน: รูสำหรับด้ามจับจะถูกเจาะและขยาย (โดยการสอดหรือผ่านเครื่องมือขนาดใหญ่เข้าไป) หัวค้อนจะถูกตัด (เจาะ แต่ใช้ลิ่ม) ปลายค้อนจะถูกดึงให้เป็นรูปทรงลิ่ม และหน้าค้อนจะถูกตกแต่งโดยการอัดขึ้นรูป

เช่นเดียวกับการทำสิ่ว เนื่องจากโลหะถูกยืดออกด้วยการดึง จึงมีแนวโน้มที่จะขยายความกว้างออกไปด้วย ดังนั้นช่างตีเหล็กจึงมักจะพลิกสิ่วที่จะทำขึ้นมาด้านข้างแล้วตอกกลับลงไป—เพื่อปรับรูปทรง—เพื่อตรวจสอบการขยายตัวและรักษาความกว้างของโลหะให้ถูกต้อง

หรือหากช่างตีเหล็กต้องการดัดเหล็กให้เป็นมุม 90 องศาและต้องการให้มุมด้านนอกของส่วนที่ดัดนั้นคมชัด พวกเขาจะเริ่มด้วยการตีปลายด้านที่ไม่ได้รับการรองรับเพื่อให้ได้ส่วนโค้ง จากนั้น เพื่อ "เพิ่มความหนา" ให้กับรัศมีด้านนอกของส่วนที่ดัดนั้น จะต้องดันปลายด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านของส่วนที่ดัดกลับไปเพื่อเติมเต็มรัศมีด้านนอกของส่วนโค้ง ดังนั้นพวกเขาจึงตีปลายเหล็กเข้าไปในส่วนที่ดัด เพื่อ "อัดขึ้นรูป" ที่จุดดัด จากนั้นพวกเขาจะตกแต่งส่วนที่ดัดโดยการดึงด้านข้างของส่วนที่ดัดเพื่อให้ได้ความหนาที่ถูกต้อง การตีขึ้นรูปจะดำเนินต่อไป—การอัดขึ้นรูปและการดึง—จนกว่าส่วนโค้งจะมีรูปร่างที่เหมาะสม ในขั้นตอนหลักคือการดัด แต่การดึงและการอัดขึ้นรูปนั้นทำขึ้นเพื่อปรับแต่งรูปร่างให้ละเอียดขึ้น

การเชื่อมคือการนำโลหะชนิดเดียวกันหรือชนิดที่คล้ายคลึงกันมาเชื่อมต่อกัน

ช่างตีเหล็กสมัยใหม่มีตัวเลือกและเครื่องมือมากมายในการทำงานนี้ ประเภทของการเชื่อมพื้นฐานที่ใช้กันทั่วไปในโรงงานสมัยใหม่ ได้แก่การเชื่อมแบบตีขึ้น รูปดั้งเดิม รวมถึงวิธีการสมัยใหม่ เช่น การเชื่อมด้วยแก๊สออกซิอะเซทิลีนและ การ เชื่อม ด้วยไฟฟ้า

ในการเชื่อมแบบตีขึ้นรูป ชิ้นส่วนที่จะเชื่อมต่อกันจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่โดยทั่วไปเรียกว่าอุณหภูมิการเชื่อมสำหรับเหล็กอ่อน ช่างตีเหล็กส่วนใหญ่จะตัดสินอุณหภูมินี้จากสี: โลหะจะเรืองแสงเป็นสีเหลืองหรือสีขาวเข้ม ที่อุณหภูมินี้ เหล็กจะอยู่ในสถานะใกล้หลอมเหลว

สิ่งแปลกปลอมใดๆ ในรอยเชื่อม เช่น ออกไซด์หรือ "คราบตะกรัน" ที่มักเกิดขึ้นในกระบวนการเชื่อม สามารถทำให้รอยเชื่อมอ่อนแอและล้มเหลวได้ ดังนั้น พื้นผิวที่จะเชื่อมต่อกันจึงต้องสะอาด เพื่อจุดประสงค์นี้ ช่างเชื่อมจึงต้องแน่ใจว่าไฟที่ใช้เป็นไฟแบบรีดิวซ์ คือไฟที่มีความร้อนสูงและมีออกซิเจนน้อยมาก ช่างเชื่อมยังต้องขึ้นรูปพื้นผิวที่จะเชื่อมต่อกันอย่างระมัดระวัง เพื่อให้เมื่อโลหะเชื่อมต่อกัน สิ่งแปลกปลอมจะถูกบีบออกไป ในการทำความสะอาดพื้นผิว ป้องกันการเกิดออกซิเดชัน และเป็นตัวกลางในการนำสิ่งแปลกปลอมออกจากรอยเชื่อม บางครั้งช่างเชื่อมจะใช้ฟลักซ์ ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นผงบอแรกซ์ ทรายซิลิกา หรือทั้งสองอย่าง

ช่างตีเหล็กจะทำความสะอาดชิ้นส่วนที่จะเชื่อมต่อกันด้วยแปรงลวดก่อน จากนั้นจึงนำไปเผาไฟเพื่อให้ความร้อน โดยใช้ทั้งวิธีการดึงและอัดขึ้นรูป ช่างตีเหล็กจะปรับแต่งรูปทรงของพื้นผิวเพื่อให้เมื่อนำมาเชื่อมต่อกันแล้ว จุดศูนย์กลางของรอยเชื่อมจะเชื่อมต่อกันก่อน และรอยเชื่อมจะขยายออกไปด้านนอกภายใต้แรงกระแทกของค้อน ซึ่งจะดันสารช่วยเชื่อม (ถ้าใช้) และวัสดุแปลกปลอมออกไป

โลหะที่ผ่านการตกแต่งแล้วจะถูกนำกลับไปใส่ในกองไฟอีกครั้ง ให้มีอุณหภูมิใกล้เคียงกับความร้อนสำหรับการเชื่อม จากนั้นจึงนำออกจากกองไฟและขัดแต่ง บางครั้งอาจมีการใช้ฟลักซ์เพื่อป้องกันไม่ให้ออกซิเจนเข้าไปทำลายโลหะในระหว่างการตีขึ้นรูป แล้วจึงนำกลับไปใส่ในกองไฟอีกครั้ง ช่างตีเหล็กจะคอยสังเกตอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้โลหะร้อนเกินไป การทำเช่นนี้ค่อนข้างท้าทาย เพราะหากต้องการดูสีของโลหะ ช่างตีเหล็กต้องนำโลหะออกจากกองไฟ ซึ่งจะทำให้โลหะสัมผัสกับอากาศและเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นช่างตีเหล็กอาจใช้ลวดเหล็กเล็กๆ แหย่เข้าไปในกองไฟ ค่อยๆ แหย่ไปที่พื้นผิวที่ประกบกัน เมื่อปลายลวดติดกับโลหะ แสดงว่าโลหะมีอุณหภูมิที่เหมาะสมแล้ว (รอยเชื่อมเล็กๆ จะเกิดขึ้นตรงจุดที่ลวดสัมผัสกับพื้นผิว จึงทำให้ติด) โดยทั่วไปช่างตีเหล็กจะวางโลหะในกองไฟในตำแหน่งที่สามารถมองเห็นได้โดยไม่ต้องให้อากาศโดยรอบสัมผัสกับพื้นผิว (โปรดทราบว่าช่างตีเหล็กไม่ได้ใช้ฟลักซ์เสมอไป โดยเฉพาะในสหราชอาณาจักร) ตอนนี้ช่างตีเหล็กเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วและมีเป้าหมาย นำโลหะจากเตาไปที่ทั่งอย่างรวดเร็วและนำหน้าสัมผัสมาประกบกัน การเคาะเบาๆ ด้วยค้อนสองสามครั้งจะทำให้หน้าสัมผัสแนบสนิทกันอย่างสมบูรณ์และบีบฟลักซ์ออกไป—และในที่สุด ช่างตีเหล็กก็นำชิ้นงานกลับไปเผาไฟ การเชื่อมเริ่มต้นด้วยการเคาะ แต่บ่อยครั้งที่รอยต่ออ่อนแอและไม่สมบูรณ์ ดังนั้นช่างตีเหล็กจึงให้ความร้อนแก่รอยต่ออีกครั้งจนถึงอุณหภูมิการเชื่อมและตกแต่งรอยเชื่อมด้วยการตีเบาๆ เพื่อ "ทำให้รอยเชื่อมแข็งตัว" และในที่สุดก็ตกแต่งให้ได้รูปทรงที่ต้องการ

ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งานของชิ้นงาน ช่างตีเหล็กอาจตกแต่งชิ้นงานด้วยวิธีการต่างๆ ดังนี้:

• เครื่องมือช่วยงานแบบง่ายๆ ที่ช่างตีเหล็กอาจใช้เพียงไม่กี่ครั้งในโรงงาน อาจใช้สำหรับการตกแต่งขั้นพื้นฐานที่สุด เช่น การเคาะบนทั่งเพื่อขจัดคราบ และการขัดด้วยแปรงลวด
• ตะไบช่วยปรับแต่งชิ้นงานให้ได้รูปทรงสุดท้าย โดยขจัดเสี้ยนและขอบคม และทำให้พื้นผิวเรียบเนียน
• การอบชุบความร้อนและการชุบแข็งผิวช่วยให้ได้ความแข็งตามที่ต้องการ
• แปรงลวด—ไม่ว่าจะใช้เป็นเครื่องมือมือหรือเครื่องมือไฟฟ้า—สามารถช่วยให้พื้นผิวเรียบเนียน สว่าง และเงางามยิ่งขึ้นได้
• หินเจียร กระดาษทราย และล้อเจียร สามารถช่วยปรับแต่ง ขัดเงา และทำให้พื้นผิวเรียบเนียนยิ่งขึ้นได้

การเคลือบผิวและกรรมวิธีต่างๆ สามารถยับยั้งการเกิดออกซิเดชันและเพิ่มหรือเปลี่ยนแปลงรูปลักษณ์ของชิ้นงานได้ ช่างตีเหล็กผู้มีประสบการณ์จะเลือกกรรมวิธีเคลือบผิวตามชนิดของโลหะและวัตถุประสงค์การใช้งานของชิ้นงานนั้นๆ กรรมวิธีเคลือบผิวได้แก่ (แต่ไม่จำกัดเพียง): สี, วานิช, การรมดำ , การรมน้ำตาล , น้ำมัน และแว็กซ์

ผู้ช่วยช่างตีเหล็ก (มักเป็นเด็กฝึกงาน ) มีหน้าที่ใช้ค้อน ขนาดใหญ่ ในการตีเหล็กตามคำสั่งของช่างตีเหล็ก ในทางปฏิบัติ ช่างตีเหล็กจะจับเหล็กที่ร้อนอยู่บนทั่ง (ด้วยคีม) ด้วยมือข้างหนึ่ง และใช้ค้อนขนาดเล็กในมืออีกข้างหนึ่งเคาะเพื่อบอกตำแหน่งที่จะตีเหล็ก จากนั้นผู้ช่วยก็จะใช้ค้อนขนาดใหญ่ตีลงไปที่จุดนั้นอย่างแรง ในช่วงศตวรรษที่ 20 และต้นศตวรรษที่ 21 บทบาทนี้เริ่มไม่จำเป็นและถูกแทนที่ด้วยระบบอัตโนมัติมากขึ้นเรื่อยๆ โดยใช้ค้อนกระแทกหรือค้อนไฟฟ้าแบบสั่น

เมื่อแร่ เหล็ก ถูกถลุง เป็นโลหะที่ใช้งานได้ มักจะมีคาร์บอนผสมกับเหล็กในปริมาณหนึ่ง (ถ่านเกือบจะเป็นคาร์บอนบริสุทธิ์) ปริมาณคาร์บอนมีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติของโลหะ หากปริมาณคาร์บอนเกิน 2% โลหะนั้นจะเรียกว่า เหล็กหล่อเพราะมีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำและหล่อได้ง่าย อย่างไรก็ตาม มันค่อนข้างเปราะและไม่สามารถตีขึ้นรูปได้ ดังนั้นจึงไม่นิยมใช้ในงานช่างตีเหล็ก หากปริมาณคาร์บอนอยู่ระหว่าง 0.25% ถึง 2% โลหะที่ได้จะเป็นเหล็กกล้าเครื่องมือซึ่งสามารถอบชุบความร้อนได้ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น เมื่อปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 0.25% โลหะนั้นจะเป็น " เหล็กดัด (เหล็กดัดไม่ได้ผ่านการถลุงและไม่สามารถมาจากกระบวนการนี้ได้)" หรือ "เหล็กกล้าอ่อน" คำศัพท์ทั้งสองนี้ไม่สามารถใช้แทนกันได้ ในยุคก่อนอุตสาหกรรม วัสดุที่ช่างตีเหล็กนิยมใช้คือเหล็กดัด เหล็กชนิดนี้มีปริมาณคาร์บอนต่ำมาก และยังประกอบด้วยตะกรัน ซิลิเกตเหล็กที่เป็นแก้วมากถึง 5% ในรูปของเส้นใยละเอียดจำนวนมาก ปริมาณตะกรันนี้ทำให้เหล็กมีความแข็งแกร่งมาก ทนต่อการเกิดสนิมได้ดี และทำให้สามารถ "เชื่อมด้วยการตีขึ้นรูป" ได้ง่ายขึ้น ซึ่งเป็นกระบวนการที่ช่างตีเหล็กเชื่อมเหล็กสองชิ้นหรือเหล็กกับเหล็กกล้าเข้าด้วยกันอย่างถาวร โดยการให้ความร้อนจนเกือบเป็นสีขาวแล้วตีเข้าด้วยกัน การเชื่อมด้วยการตีขึ้นรูปทำได้ยากกว่าในเหล็กกล้าอ่อนสมัยใหม่ เพราะการเชื่อมเกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิที่แคบกว่า ลักษณะที่เป็นเส้นใยของเหล็กดัดต้องใช้ความรู้และทักษะในการขึ้นรูปเครื่องมือใดๆ ที่จะต้องรับแรงกดอย่างเหมาะสม เหล็กกล้าสมัยใหม่ผลิตโดยใช้เตาหลอมแบบเป่าลมหรือเตาหลอมแบบอาร์ค เหล็กดัดผลิตโดยกระบวนการที่ต้องใช้แรงงานมากที่เรียกว่าการหลอมเหลวดังนั้นวัสดุนี้จึงเป็นผลิตภัณฑ์พิเศษที่หายากในปัจจุบัน ช่างตีเหล็กสมัยใหม่โดยทั่วไปจะใช้เหล็กกล้าอ่อนแทนเหล็กดัดในการทำวัตถุที่แต่เดิมทำจากเหล็กดัด บางครั้งก็ใช้เหล็กบริสุทธิ์ที่ผลิตด้วยกระบวนการทางไฟฟ้า

ช่างตีเหล็กหลายคนยังนำวัสดุต่างๆ เช่นทองแดงทองเหลืองหรือทองสัมฤทธิ์ มา ใช้ในการสร้างสรรค์งานศิลปะ นอกจากนี้ อะลูมิเนียมและไทเทเนียมก็อาจถูกนำมาตีขึ้นรูปด้วยกระบวนการของช่างตีเหล็กเช่นกัน ทองแดงเป็นโลหะผสมของทองแดงและดีบุกในขณะที่ทองเหลืองเป็นโลหะผสมของทองแดงและสังกะสีวัสดุแต่ละชนิดมีปฏิกิริยาแตกต่างกันเมื่อถูกตีด้วยค้อน และช่างตีเหล็กต้องศึกษาคุณสมบัติแต่ละอย่างแยกกัน

• เหล็กเป็นธาตุโลหะที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แทบจะไม่พบเหล็กบริสุทธิ์ในรูปดั้งเดิมในธรรมชาติเลย มักพบในรูปออกไซด์หรือซัลไฟด์โดยมีธาตุอื่น ๆ ปะปนอยู่ด้วย
• เหล็กดัด เป็นเหล็กบริสุทธิ์ที่สุดชนิดหนึ่งที่พบได้ทั่วไปหรือผลิตได้ในปริมาณมาก อาจมี คาร์บอนเพียง 0.04% (โดยน้ำหนัก) ด้วยวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม เหล็กดัดจึงมีโครงสร้างภายในเป็นเส้นใย การตีเหล็กดัดคุณภาพสูงจะคำนึงถึงทิศทางของเส้นใยเหล่านี้ในระหว่างการตีขึ้นรูป เนื่องจากความแข็งแรงของวัสดุจะแข็งแรงกว่าเมื่อตีตามแนวเส้นใยมากกว่าขวางแนวเส้นใย สารเจือปนที่เหลือจากการถลุงครั้งแรกส่วนใหญ่จะเข้มข้นอยู่ในตะกรัน ซิลิเกต ที่ติดอยู่ระหว่างเส้นใยเหล็ก ตะกรันนี้ก่อให้เกิดผลดีอย่างหนึ่งในระหว่างการเชื่อม เมื่อซิลิเกตละลาย มันจะทำให้เหล็กดัดกลายเป็นสารช่วยหลอมละลายในตัวเอง ตะกรันจะกลายเป็นแก้วเหลวที่เคลือบผิวที่เปิดโล่งของเหล็กดัด ป้องกันการเกิดออกซิเดชันซึ่งจะรบกวนกระบวนการเชื่อมที่ประสบความสำเร็จ
• เหล็กกล้าเป็นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอนระหว่าง 0.3% ถึง 1.7% โดยน้ำหนัก การมีอยู่ของคาร์บอนทำให้เหล็กกล้าสามารถมีโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกันได้หลายแบบ ในระดับมหภาค สิ่งนี้สามารถมองเห็นได้ว่าเป็นความสามารถในการ "เปิดและปิดความแข็งของเหล็กกล้า" ผ่านกระบวนการอบชุบความร้อนต่างๆ หากความเข้มข้นของคาร์บอนคงที่ กระบวนการนี้จะเป็นกระบวนการย้อนกลับได้ เหล็กกล้าที่มีเปอร์เซ็นต์คาร์บอนสูงกว่าอาจมีความแข็งสูงสุดที่สูงกว่า^{[ 3 ]}
• เหล็กหล่อคือเหล็กที่มีคาร์บอนอยู่ระหว่าง 2.0% ถึง 6% โดยน้ำหนัก มีคาร์บอนอยู่มากจนความแข็งไม่สามารถลดลงได้ ดังนั้นเหล็กหล่อจึงเป็นโลหะที่เปราะและแตกง่ายเหมือนแก้ว เหล็กหล่อไม่สามารถตีขึ้นรูปได้หากไม่ผ่านการอบชุบความร้อนพิเศษเพื่อเปลี่ยนให้เป็นเหล็กอ่อน^{[ 3 ]}

เหล็กกล้าที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.6% ไม่สามารถทำให้แข็งตัวได้มากพอด้วยการอบชุบความร้อนแบบธรรมดา จนสามารถนำไปทำเป็นเครื่องมือเหล็กกล้าชุบแข็งที่มีประโยชน์ได้ ดังนั้น ในส่วนต่อไปนี้ เหล็กดัด เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ และเหล็กชนิดอ่อนที่ไม่สามารถทำให้แข็งตัวได้อื่นๆ จะถูกเรียกโดยรวมว่า " เหล็ก "

ในเทพปกรณัมฮินดูทวัสตาร์หรือที่รู้จักกันในชื่อ วิศวกรมา คือช่างตีเหล็กแห่งเหล่าเทพหลักฐานอ้างอิงที่เก่าแก่ที่สุดเกี่ยวกับทวัสตาร์สามารถพบได้ในคัมภีร์ ฤคเวท

เฮเฟสตัส (ละติน: วัลแคน ) คือช่างตีเหล็กแห่งเทพเจ้าใน เทพปกรณัม กรีกและโรมันเขาเป็นช่างฝีมือผู้ชำนาญการอย่างยิ่ง โรงตีเหล็กของเขาคือภูเขาไฟ เขาได้สร้างอาวุธส่วนใหญ่ของเทพเจ้า รวมถึงผู้ช่วยที่งดงามสำหรับโรงตีเหล็กของเขา และแหจับปลาโลหะที่มีความซับซ้อนอย่างน่าอัศจรรย์ เขาเป็นเทพเจ้าแห่งงานโลหะ ไฟ และช่างฝีมือ

ในตำนานเซลติกบทบาทของช่างตีเหล็กนั้นตกเป็นของตัวละครที่มีชื่อเดียวกัน (ชื่อของพวกเขามีความหมายว่า 'ช่างตีเหล็ก') ได้แก่Goibhniu (ตำนานไอริชของ วัฏจักร Tuatha Dé Danann ) หรือGofannon (ตำนานเวลส์/ Mabinogion ) Brigidหรือ Brigit เทพธิดา ชาวไอริช บางครั้งถูกกล่าวถึงว่าเป็นเทพีผู้อุปถัมภ์ของช่างตีเหล็ก^{[ 4 ]}

ใน ตำนาน นาร์ทแห่งคอเคซัส วีรบุรุษ ที่ชาว ออสเซเทียนรู้จักในชื่อเคอร์ดาเลกอนและชาวเซอร์คัสเซียน รู้จัก ในชื่อทเลปช์เป็นช่างตีเหล็กและช่างฝีมือผู้เชี่ยวชาญ วีรกรรมของเขามี ลักษณะของ หมอผีบางครั้งถูกเปรียบเทียบกับเทพเจ้าโอดิน ของชาวสแกนดิเนเวีย หนึ่งในวีรกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเขาคือการทำหน้าที่เป็นเหมือนหมอตำแย ชาย ให้กับวีรบุรุษซามิคผู้ซึ่งได้รับมอบหมายให้เป็นผู้อุ้มท้องของบุตรชายของเขาบาตราซโดยภรรยาของเขาที่กำลังจะตายคือนางอิสป์ เทพธิดาแห่งน้ำ ซึ่งพ่นตัวอ่อนนั้นลงระหว่างกระดูกสะบักของเขา ทำให้เกิดเป็นถุงน้ำคล้ายมดลูก เคอร์ดาเลกอนเตรียมหอคอยหรือนั่งร้านเหนืออ่างน้ำสำหรับซามิค และเมื่อถึงเวลาที่เหมาะสมเขาจะแทง ถุงน้ำนั้นเพื่อปลดปล่อยวีรบุรุษทารกบาตราซออกมาเป็นทารกแรกเกิดที่ทำจาก เหล็กร้อนจัดจากนั้นเคอร์ดาเลกอนก็จะดับเหล็กนั้นเหมือนดาบที่เพิ่งตีขึ้นใหม่^{[ 5 ]}

เวย์แลนด์ สมิธ ช่างตีเหล็กชาวแองโกล-แซ็กซอน ซึ่งในภาษานอร์สโบราณ เรียก ว่าโวลุนดร์เป็นช่างตีเหล็กผู้กล้าหาญในตำนานเทพเจ้าของชาวเยอรมัน บทกวีเอ็ดดาเล่าว่าเขาตีแหวนทองคำที่สวยงามประดับด้วยอัญมณีล้ำค่า เขาถูกจับโดยกษัตริย์นีดูดร์ผู้ซึ่งตัดเอ็นร้อยหวายของเขาอย่างโหดร้ายและขังเขาไว้บนเกาะ ในที่สุดโวลุนดร์ก็แก้แค้นโดยการฆ่าลูกชายของนีดูดร์ และนำ กะโหลก ของพวกเขา มาทำเป็น ถ้วย อัญมณีจากดวงตา และเข็มกลัดจากฟัน จากนั้นเขาก็ข่มขืนลูกสาวของกษัตริย์หลังจากวางยาเธอด้วยเบียร์แรงๆ แล้วหนีไปพร้อมกับหัวเราะเยาะบนปีกที่เขาประดิษฐ์ขึ้นเอง โดยโอ้อวดว่าเขามีลูกกับเธอ

เซปโปอิลมาริเนนช่างตีเหล็กและนักประดิษฐ์ผู้เป็นอมตะในคาเลวาลาเป็นช่างฝีมือต้นแบบจากเทพนิยายฟินแลนด์^{[ 8 ]}

ในหนังสือปฐมกาลของคัมภีร์โทราห์ ได้กล่าวถึง ทูบัล-คาอินว่าเป็นช่างตีเหล็กคนแรก

โอกุนเทพเจ้าแห่งช่างตีเหล็ก นักรบ นักล่า และผู้ที่ทำงานเกี่ยวกับเหล็ก เป็นหนึ่งในเทพเจ้าโอริชา ที่ ชาวโยรูบาในแอฟริกาตะวันตก บูชามาแต่ดั้งเดิม

ทองคำ เงิน และทองแดง ล้วนพบได้ในธรรมชาติในสภาพดั้งเดิมในรูปของโลหะที่ค่อนข้างบริสุทธิ์ – มนุษย์น่าจะเป็นผู้ที่นำโลหะเหล่านี้มาแปรรูปก่อน โลหะเหล่านี้ค่อนข้างอ่อนตัวและเทคนิคการตีขึ้นรูปที่มนุษย์พัฒนาขึ้นในยุคแรกนั้น undoubtedly ถูกนำไปใช้กับโลหะเหล่านี้

ใน ยุค ทองแดงและยุคสำริดมนุษย์ในตะวันออกกลางได้เรียนรู้การถลุงการหลอมการหล่อ การตอกหมุดและ (ในระดับจำกัด) การตีขึ้นรูปทองแดงและทองสัมฤทธิ์ ทองสัมฤทธิ์เป็นโลหะผสม ของทองแดงและ ดีบุกประมาณ 10% ถึง 20% ทองสัมฤทธิ์มีคุณสมบัติเหนือกว่าทองแดงเพียงอย่างเดียว เนื่องจากมีความแข็งกว่า ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า และมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า (จึงใช้เชื้อเพลิงน้อยลงในการหลอมและหล่อ) ทองแดงส่วนใหญ่ที่ใช้ในโลกเมดิเตอร์เรเนียนมาจากเกาะไซปรัสดีบุกส่วนใหญ่มาจาก ภูมิภาค คอร์นวอลล์ของเกาะบริเตนใหญ่ โดยขนส่งทางทะเลโดย พ่อค้า ชาวฟินิ เชีย และกรีก

ทองแดงและทองสัมฤทธิ์ไม่สามารถทำให้แข็งขึ้นได้ด้วยการอบชุบความร้อน แต่สามารถทำให้แข็งขึ้นได้ด้วยการขึ้นรูปเย็น เท่านั้น วิธีการคือ นำทองสัมฤทธิ์มาตีเบาๆ เป็นเวลานาน การเกิดความเค้นซ้ำๆ เฉพาะจุดจะทำให้เกิดการแข็งตัวจากการทำงานโดยการเปลี่ยนขนาดและรูปร่างของผลึก โลหะ จากนั้นจึงนำทองสัมฤทธิ์ที่แข็งตัวแล้วไปเจียรให้คมเพื่อทำเครื่องมือมีคม

ช่างทำนาฬิกาในศตวรรษที่ 19 ยังคงใช้ เทคนิค การชุบแข็งเพื่อเพิ่มความแข็งให้กับฟันเฟืองและกลไกเฟืองทองเหลืองการเคาะเฉพาะฟันเฟืองจะทำให้ได้ฟันเฟืองที่แข็งขึ้นและทนทานต่อการสึกหรอได้ดีกว่า ในทางตรงกันข้าม ส่วนอื่นๆ ของเฟืองจะอยู่ในสภาพที่อ่อนกว่าและเหนียวกว่า ทำให้ทนต่อการแตกร้าวได้ดีกว่า

โลหะสำริดมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงมาก ทำให้โบราณวัตถุที่ทำจากสำริดอาจคงอยู่ได้นานหลายพันปีโดยไม่เสียหายมากนัก ด้วยเหตุนี้ พิพิธภัณฑ์จึงมักเก็บรักษาตัวอย่างงานโลหะจากยุคสำริดไว้มากกว่าตัวอย่างโบราณวัตถุจากยุคเหล็กซึ่งมีอายุอ่อนกว่ามาก โบราณวัตถุเหล็กที่ฝังอยู่ใต้ดินอาจผุกร่อน จน หมดภายในเวลาไม่ถึง 100 ปี ตัวอย่างงานเหล็กโบราณที่ยังคงหลงเหลืออยู่จนถึงปัจจุบันจึงเป็นข้อยกเว้นอย่างมาก

ใน ยุคเหล็กการกำเนิดของตัวอักษรทำให้มนุษย์ตระหนักถึงโลหะ เหล็ก อย่างไรก็ตาม ในยุคก่อนหน้านั้น คุณสมบัติของเหล็กเมื่อเทียบกับทองสัมฤทธิ์นั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจกันโดยทั่วไปวัตถุ โบราณ ที่ทำจากเหล็กจากอุกกาบาตมีองค์ประกอบทางเคมี ที่ประกอบด้วย นิกเกลมากถึง 40% เนื่องจากแหล่งที่มาของเหล็กชนิดนี้หายากและเกิดขึ้นโดยบังเอิญ จึงสันนิษฐานได้ว่าทักษะการตีเหล็กเฉพาะทางนั้นพัฒนาไปน้อยมาก การที่เรายังคงมีวัตถุโบราณที่ทำจากเหล็กจากอุกกาบาตหลงเหลืออยู่นั้น อาจเป็นเพราะความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศ และความต้านทานการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้นของเหล็กเนื่องจากการมีอยู่ของนิกเกล

ระหว่างการสำรวจขั้วโลกเหนือในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 พบว่าชาวอินูอิตทางตอนเหนือของกรีนแลนด์กำลังทำมีดเหล็กจากอุกกาบาตเหล็กผสมนิกเกิลขนาดใหญ่สองก้อน[ 9 ] ^{อุกกาบาตก้อนหนึ่ง}ถูกนำไปยังวอชิงตัน ดี.ซี.ซึ่งต่อมาได้ส่งมอบให้แก่สถาบันสมิธโซเนียนดูแล

ชาวฮิตไทต์แห่งอนาโตเลียเป็นกลุ่มแรกที่ค้นพบหรือพัฒนากระบวนการถลุงแร่เหล็กราว 1500 ปีก่อนคริสตกาล ดูเหมือนว่าพวกเขาจะมีอำนาจผูกขาดความรู้ด้านการผลิตเหล็กอยู่เกือบหลายร้อยปี แต่เมื่ออาณาจักรของพวกเขาล่มสลายในช่วงความวุ่นวายในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออกราว 1200 ปีก่อนคริสตกาล ความรู้ดังกล่าวก็ดูเหมือนจะแพร่กระจายไปทุกทิศทุกทาง

ในมหากาพย์อีเลียดของโฮเมอร์ (ซึ่งบรรยายถึงสงครามทรอยและนักรบกรีกและทรอยในยุคสำริด ) ระบุว่า ชุด เกราะ และอาวุธส่วนใหญ่ (ดาบและหอก) ทำจากสำริด อย่างไรก็ตาม เหล็กก็ไม่ใช่สิ่งที่ไม่รู้จัก เพราะมีการกล่าวถึง หัวลูกศรว่าทำจากเหล็ก และ "ลูกเหล็ก" ถูกระบุว่าเป็นรางวัลที่มอบให้สำหรับการชนะการแข่งขัน เหตุการณ์ที่บรรยายไว้น่าจะเกิดขึ้นประมาณ 1200 ปีก่อนคริสตกาล แต่เชื่อกันว่าโฮเมอร์ประพันธ์มหากาพย์เรื่องนี้ประมาณ 700 ปีก่อนคริสตกาล ดังนั้นความถูกต้องแม่นยำจึงอาจยังเป็นที่น่าสงสัย

บันทึกทางประวัติศาสตร์ในช่วงปลายยุคสำริดที่ล่มสลายนั้น ไม่สอดคล้องกันอย่างมาก สิ่งประดิษฐ์จากเหล็กใน ยุคเหล็กตอนต้นหลงเหลืออยู่น้อยมากเนื่องจากสูญหายไปจากการกัดกร่อนและการนำเหล็กกลับมาใช้ใหม่ในฐานะสินค้าที่มีค่า อย่างไรก็ตาม การปฏิบัติงานพื้นฐานทั้งหมดของการตีเหล็กนั้นมีการใช้งานอยู่แล้วเมื่อยุคเหล็กมาถึงในพื้นที่นั้นๆ ความขาดแคลนของบันทึกและสิ่งประดิษฐ์ รวมถึงความรวดเร็วของการเปลี่ยนผ่านจากยุคสำริดไปสู่ยุคเหล็ก เป็นเหตุผลให้ต้องใช้หลักฐานการตีเหล็กสำริดเพื่ออนุมานเกี่ยวกับการพัฒนาในช่วงแรกของการตีเหล็ก

ยังไม่แน่ชัดว่าอาวุธเหล็กเข้ามาแทนที่อาวุธสำริดเมื่อใด เพราะดาบเหล็กยุคแรกๆ ไม่ได้พัฒนาคุณภาพให้ดีขึ้นกว่าอาวุธสำริดที่มีอยู่เดิมมากนัก เหล็กบริสุทธิ์นั้นอ่อนนุ่ม รักษาความคมได้ไม่ดีเท่าใบมีดสำริดที่ทำอย่างถูกต้อง และต้องการการบำรุงรักษามากกว่า อย่างไรก็ตาม แร่เหล็กมีอยู่ทั่วไปมากกว่าวัสดุที่จำเป็นในการสร้างสำริด ทำให้เหล็กมีราคาประหยัดกว่าอาวุธสำริดที่เทียบเท่ากัน เหล็กกล้าปริมาณเล็กน้อยมักเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการถลุงโลหะในยุคแรกๆ และเมื่อมีการค้นพบและนำคุณสมบัติของโลหะผสมนี้มาใช้ อาวุธที่มีคมเป็นเหล็กกล้าก็มีคุณภาพเหนือกว่าสำริดอย่างมาก

เหล็กแตกต่างจากวัสดุอื่นๆ ส่วนใหญ่ (รวมถึงทองสัมฤทธิ์) ตรงที่มันไม่เปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลวทันทีที่จุดหลอมเหลว น้ำ ( H₂O ₎เป็นของแข็ง (น้ำแข็ง) ที่อุณหภูมิ -1 ​​องศาเซลเซียส (31 องศาฟาเรนไฮต์) และเป็นของเหลว (น้ำ) ที่อุณหภูมิ +1 องศาเซลเซียส (33 องศาฟาเรนไฮต์) ในทางตรงกันข้าม เหล็กเป็นของแข็งอย่างแน่นอนที่อุณหภูมิ 800 องศาฟาเรนไฮต์ (427 องศาเซลเซียส) แต่ในช่วงอุณหภูมิที่สูงขึ้นไปอีก 1,500 องศาฟาเรนไฮต์ (820 องศาเซลเซียส) มันจะเริ่มอ่อนตัวและมีลักษณะคล้าย "ลูกอมทอฟฟี่" มากขึ้น ช่วงอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างมากของสถานะของแข็งนี้เป็นคุณสมบัติพื้นฐานของวัสดุที่ใช้ในการตีเหล็ก

ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งระหว่างเทคนิคการผลิตทองสัมฤทธิ์และเหล็กคือ ทองสัมฤทธิ์สามารถหลอมได้ จุดหลอมเหลวของเหล็กสูงกว่าทองสัมฤทธิ์มาก ในประเพณีตะวันตก (ยุโรปและตะวันออกกลาง) เทคโนโลยีการก่อไฟให้ร้อนพอที่จะหลอมเหล็กได้นั้นเพิ่งเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 16 เมื่อการถลุงเหล็กขยายใหญ่ขึ้นจนต้องใช้เครื่องเป่าลมขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้ได้อุณหภูมิในเตาหลอมสูงพอที่จะหลอมแร่ที่ผ่านการกลั่นบางส่วน ส่งผลให้ได้เหล็กหล่อดังนั้นกระทะและเครื่องครัวเหล็กหล่อจึงไม่เกิดขึ้นในยุโรปจนกระทั่ง 3000 ปีหลังจากที่การถลุงเหล็กเริ่มขึ้น ในขณะที่จีนซึ่งมีประเพณีการพัฒนาที่แตกต่างออกไป ผลิตเหล็กหล่อมาแล้วอย่างน้อย 1000 ปีก่อนหน้านั้น

แม้ว่าเหล็กจะมีอยู่มากมาย แต่เหล็กกล้าคุณภาพดีกลับหายากและมีราคาแพง จนกระทั่งมีการพัฒนาทางอุตสาหกรรมด้วยกระบวนการเบสเซเมอร์และอื่นๆในช่วงทศวรรษ 1850 การตรวจสอบเครื่องมือโบราณที่ทำโดยช่างตีเหล็กอย่างละเอียดแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ามีการนำชิ้นส่วนเหล็กขนาดเล็กมาเชื่อมเข้ากับเหล็กเพื่อให้ได้คมตัดเหล็กกล้าที่แข็งแรงของเครื่องมือ (โดยเฉพาะขวาน สิ่ว และเครื่องมืออื่นๆ) การนำเหล็กกล้าคุณภาพดีกลับมาใช้ใหม่เป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้มีโบราณวัตถุหลงเหลืออยู่น้อย

ชาวโรมัน (ซึ่งให้ความสำคัญกับการผลิตเหล็กคุณภาพดีสำหรับอาวุธของตน) บันทึกไว้ (ในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช) ว่าชาวเคลต์ในหุบเขาแม่น้ำโปมีเหล็ก แต่ไม่ใช่เหล็กคุณภาพดี ชาวโรมันบันทึกไว้ว่า ในระหว่างการรบ คู่ต่อสู้ชาวเคลต์ของพวกเขาสามารถฟาดดาบได้เพียงสองหรือสามครั้งก่อนที่จะต้องเหยียบดาบเพื่อยืดให้ตรง

ในอนุทวีปอินเดีย เหล็ก วูตซ์ถูกผลิตขึ้นในปริมาณน้อย และยังคงผลิตอยู่จนถึง ปัจจุบัน

ในเอเชียใต้และแอฟริกาตะวันตกช่างตีเหล็กจะก่อตั้งวรรณะ เฉพาะถิ่นขึ้น ซึ่งบางครั้งอาจพูดภาษาที่แตกต่างกันออกไป

ในยุคกลาง การตีเหล็กถือเป็นส่วนหนึ่งของศิลปะเชิงกลเจ็ดประเภท

ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรมโรงตีเหล็กประจำหมู่บ้านเป็นสิ่งสำคัญของทุกเมือง โรงงานและการผลิตจำนวนมากทำให้ความต้องการเครื่องมือและอุปกรณ์ที่ผลิตโดยช่างตีเหล็กลดลง

ช่างตีเหล็กมักทำงานในร้านเล็กๆ ซึ่งมักตั้งอยู่ใจกลางหมู่บ้านหรือเมือง^{[ 10 ]}ร้านของพวกเขามักจะมีเตาหลอม ทั่ง และเครื่องมืออื่นๆ อีกมากมาย งานของช่างตีเหล็กในยุคกลางนั้นต้องใช้แรงกายมากและมักเป็นอันตราย ช่างตีเหล็กต้องสามารถยกและเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนโลหะหนักๆ ได้ และพวกเขาต้องระมัดระวังไม่ให้ตัวเองถูกเตาหลอมที่ร้อนลวก

ถึงแม้จะมีอุปสรรคมากมาย แต่การตีเหล็กก็เป็นอาชีพที่ได้รับความเคารพในสังคมยุคกลาง ช่างตีเหล็กได้รับการยกย่องว่าเป็นช่างฝีมือที่มีทักษะ และงานของพวกเขามีความสำคัญต่อการทำงานของสังคมยุคกลาง

ในขณะที่ช่างตีเหล็กส่วนใหญ่ที่มีชื่อในบริเตนในยุคกลางเป็นผู้ชาย แต่ก็มีผู้หญิงบางคนทำงานเป็นช่างตีเหล็กเช่นกัน^{[ 11 ]}ตัวอย่างเช่น ในปี 1346 แคทเธอรีน เลอ เฟฟร์ได้รับการแต่งตั้งจากเอ็ดเวิร์ดที่ 3 ให้ 'ดูแลโรงตีเหล็กของกษัตริย์ภายในหอคอยและดำเนินงานต่อไป ... โดยได้รับค่าจ้างตามตำแหน่ง' ^{[ 11 ]}อีกตัวอย่างหนึ่งคืออลิซ ลา ฮอแบร์เกเร (ช่างทำเกราะ) ซึ่งเป็นเจ้าของร้านเกราะและทำงานเป็นช่างทำเกราะในเชปไซด์ [ ^{11 ] ใน}ยอร์กในปี 1403 แอกเนส เฮคเชได้รับอุปกรณ์ทำเกราะของบิดาในพินัยกรรม และรับช่วงต่อธุรกิจของครอบครัวกับพี่ชายของเธอ^{[ 11 ]}คนอื่นๆ ได้แก่ โจฮันนา ฮิลล์ช่าง หล่อระฆังแอกเนส โคติลเลอร์ ช่างทำมีด และยูสตาเชีย ลาร์มูเรอร์^{[ 11 ]}

ช่างตีเหล็กในยุคกลางใช้วิธีการต่างๆ ในการสร้างวัตถุโลหะ หนึ่งในวิธีการที่พบได้บ่อยที่สุดคือการตีขึ้นรูป การตีขึ้นรูปคือกระบวนการให้ความร้อนแก่โลหะจนกระทั่งอ่อนตัวพอที่จะขึ้นรูปด้วยค้อนและทั่ง^{[ 12 ]}

เทคนิคที่นิยมใช้อีกอย่างหนึ่งคือการเชื่อม การเชื่อมคือกระบวนการนำโลหะสองชิ้นมาเชื่อมต่อกันโดยการให้ความร้อนจนกระทั่งโลหะหลอมเหลว แล้วจึงตอกให้ติดกัน

นอกจากนี้ ช่างตีเหล็กยังใช้เทคนิคอื่นๆ อีกหลากหลาย เช่น การหล่อ การตัด และการตะไบ

เชื้อเพลิงดั้งเดิมสำหรับเตาตีเหล็กคือถ่านไม้ถ่านหินเริ่มเข้ามาแทนที่ถ่านไม้เมื่อป่าในอังกฤษ (ในช่วงศตวรรษที่ 17) และทางตะวันออกของสหรัฐอเมริกา (ในช่วงศตวรรษที่ 19) ถูกใช้จนหมดไป ถ่านหินอาจเป็นเชื้อเพลิงที่ด้อยกว่าสำหรับการตีเหล็ก เพราะถ่านหินส่วนใหญ่ในโลกปนเปื้อนด้วยกำมะถันการปนเปื้อนของกำมะถันในเหล็กและเหล็กกล้าทำให้เหล็กและเหล็กกล้า "แตกง่าย" เมื่อถูกความร้อนสูงจึงกลายเป็น "ร่วน" แทนที่จะเป็น "ยืดหยุ่น" ถ่านหินที่ขายและซื้อสำหรับการตีเหล็กควรปราศจากกำมะถันเป็นส่วนใหญ่

ช่างตีเหล็กชาวยุโรปก่อนและในยุคกลางใช้เวลามากมายในการให้ความร้อนและตีเหล็กก่อนที่จะนำไปขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป แม้ว่าพวกเขาจะไม่ทราบถึงพื้นฐานทางเคมี แต่พวกเขาก็รู้ว่าคุณภาพของเหล็กนั้นดีขึ้น จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ บรรยากาศแบบรีดิวซ์ในเตาหลอมนั้นช่วยกำจัดออกซิเจน (สนิม) และดูดซับคาร์บอนเข้าไปในเหล็กมากขึ้น ทำให้ได้เหล็กกล้าคุณภาพสูงขึ้นเรื่อยๆ เมื่อกระบวนการดำเนินต่อไป

ในช่วงศตวรรษที่สิบแปด ตัวแทนจาก อุตสาหกรรมมีดของ เชฟฟิลด์จะตระเวนไปทั่วชนบทของอังกฤษ เพื่อนำสปริงรถม้าใหม่มาแลกเปลี่ยนกับสปริงเก่า สปริงจะต้องทำจากเหล็กกล้าชุบแข็ง ในเวลานั้น กระบวนการผลิตเหล็กทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพแปรผันสูงมาก คุณภาพจึงไม่ได้รับการรับประกันตั้งแต่ขั้นตอนการขาย สปริงที่ทนทานต่อการแตกหักจากการใช้งานหนักบนถนนที่ขรุขระในสมัยนั้น พิสูจน์แล้วว่าเป็นเหล็กคุณภาพดีกว่า ชื่อเสียงส่วนใหญ่ของมีดเชฟฟิลด์ (มีด กรรไกร ฯลฯ) มาจากการที่บริษัทต่างๆ พยายามอย่างยิ่งที่จะให้แน่ใจว่าได้ใช้เหล็กคุณภาพสูง

ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่สิบเก้า รัฐบาลสหรัฐฯ ได้รวมเงื่อนไขไว้ในสนธิสัญญา กับชนเผ่า พื้นเมืองอเมริกันหลายเผ่าว่า สหรัฐฯ จะจ้างช่างตีเหล็กและช่างทำ เครื่องมือเหล็ก ประจำป้อมปราการของกองทัพ โดยมีจุดประสงค์เพื่อจัดหาเครื่องมือเหล็กและบริการซ่อมแซมให้แก่ชนเผ่าพื้นเมืองอเมริกัน

ในช่วงต้นถึงกลางศตวรรษที่สิบเก้า กองทัพยุโรป^{[ 13 ]}รวมถึงกองทัพสหรัฐและ กองทัพ ฝ่ายใต้ ต่าง ก็จ้างช่างตีเหล็กเพื่อตีเกือกม้าและซ่อมแซมอุปกรณ์ต่างๆ เช่น รถม้า อุปกรณ์ม้า และอุปกรณ์ปืนใหญ่ ช่างตีเหล็กเหล่านี้ส่วนใหญ่ทำงานที่โรงตีเหล็กเคลื่อนที่ซึ่งเมื่อรวมกับรถลากแล้ว จะกลายเป็นรถม้าที่ออกแบบและสร้างขึ้นเป็นพิเศษเพื่อใช้เป็นโรงตีเหล็กเคลื่อนที่ เพื่อบรรทุกอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการทำงานของพวกเขา^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

เครื่องกลึงซึ่งมีรูปแบบคล้ายกับ เครื่องกลึง ไม้ได้ถูกใช้โดยช่างตีเหล็กบางคน^{[ 17 ]}มาตั้งแต่ยุคกลาง ในช่วงทศวรรษ 1790 เฮนรี มอดสเลย์ ได้สร้าง เครื่องกลึงตัดเกลียวเครื่องแรกซึ่งเป็นเหตุการณ์สำคัญที่บ่งบอกถึงการเริ่มต้นของการที่ช่างตีเหล็กถูกแทนที่ด้วยช่างเครื่องในโรงงานเพื่อตอบสนองความต้องการด้านฮาร์ดแวร์ของประชาชน

ซามูเอล โคลท์ไม่ได้เป็นผู้คิดค้นหรือพัฒนาชิ้นส่วนที่สามารถใช้แทนกัน ได้ แต่การที่เขายืนกราน (และนักอุตสาหกรรมคนอื่นๆ ในยุคนั้น) ว่าปืน ของเขา จะต้องผลิตโดยมีคุณสมบัตินี้ ถือเป็นอีกก้าวหนึ่งที่นำไปสู่การที่ช่างฝีมือด้านโลหะและช่างตีเหล็กหมดความสำคัญลง (ดูเพิ่มเติมที่อีไล วิทนีย์ )

เมื่อความต้องการผลิตภัณฑ์ของพวกเขาลดลง ช่างตีเหล็กจำนวนมากจึงเพิ่มรายได้ด้วยการรับงานตีเกือกม้าในภาษาอังกฤษช่างตีเกือกม้าในอดีตเรียกว่า " farrier" เมื่อ รถยนต์ เข้ามามีบทบาท จำนวนช่างตีเหล็กก็ลดลงอย่างต่อเนื่อง ช่างตีเหล็กจำนวนมากกลายเป็นช่างซ่อม รถยนต์รุ่นแรก จุดต่ำสุดของอาชีพช่างตีเหล็กในสหรัฐอเมริกาเกิดขึ้นในช่วงทศวรรษ 1960 เมื่อช่างตีเหล็กส่วนใหญ่เลิกประกอบอาชีพนี้ไป และมีคนใหม่เข้ามาน้อยมากหรือแทบไม่มีเลย ในเวลานั้น ช่างตีเหล็กส่วนใหญ่ที่ยังทำงานอยู่คือผู้ที่รับ งาน ตีเกือกม้าดังนั้นคำว่า"ช่างตีเหล็ก"จึงถูกนำไปใช้ในวงการตีเกือกม้าโดยปริยาย

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 งานเหล็กดัดยังคงเสื่อมถอยลงอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการปฏิวัติอุตสาหกรรมดังกล่าว รูปทรงขององค์ประกอบในการออกแบบตะแกรงหน้าต่างและของตกแต่งใช้งานอื่นๆ เริ่มขัดแย้งกับรูปทรงตามธรรมชาติ พื้นผิวเริ่มถูกทาสี และมีการนำองค์ประกอบเหล็กหล่อมาผสมผสานในการออกแบบเหล็กดัด

ลักษณะเด่นของ งานเหล็กดัดสไตล์นีโอคลาสสิ ก (หรือที่เรียกอีกอย่างว่าสไตล์หลุยส์ที่ 16และสไตล์เอ็มไพร์ ) ได้แก่ แท่งตรงเรียบ การตกแต่งด้วยลวดลายเรขาคณิต ลวดลายม้วนคู่หรือรูปไข่ และการนำองค์ประกอบจาก ศิลปะ คลาสสิกโบราณ มาใช้ ( เช่น ลวดลายคดเคี้ยว พวงมาลัย เป็นต้น)

ลักษณะทั่วไปของงานเหล็กประเภทนี้คือ งานเหล็กจะถูกทาสีขาวโดยมีองค์ประกอบสีทอง (ชุบทอง) ^{[ 18 ]}

ในช่วงศตวรรษที่ 20 ก๊าซต่างๆ (เช่นก๊าซธรรมชาติอะเซทิลีนเป็นต้น ) ได้ถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการตีเหล็กมากขึ้น แม้ว่าก๊าซเหล่านี้จะใช้ได้ดีกับการตีเหล็ก แต่ต้องระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อใช้ตีเหล็กกล้า ทุกครั้งที่เหล็กกล้าถูกความร้อน คาร์บอนมีแนวโน้มที่จะระเหยออกจากเหล็ก ( การลดคาร์บอน ) ซึ่งอาจทำให้เหล็กกล้ามีชั้นเหล็กที่ไม่สามารถชุบแข็งได้อยู่บนพื้นผิว ในเตาหลอมถ่านหรือถ่านหินแบบดั้งเดิม เชื้อเพลิงก็คือคาร์บอนนั่นเอง ในเตาหลอมถ่าน/ถ่านหินที่ควบคุมอย่างเหมาะสม อากาศในและรอบๆ เตาควรเป็น บรรยากาศ แบบรีดิวซ์ในกรณีนี้และที่อุณหภูมิสูง คาร์บอนที่ระเหยจะมีแนวโน้มที่จะซึมเข้าไปในเหล็กและเหล็กกล้า ทำให้ลดหรือขจัดแนวโน้มการลดคาร์บอน กระบวนการนี้คล้ายกับกระบวนการที่ชั้นเหล็กเกิดขึ้นบนชิ้นเหล็กเพื่อเตรียมการ ชุบแข็งผิว

ความสนใจในการตีเหล็กกลับมาอีกครั้งเป็นส่วนหนึ่งของกระแส "ทำด้วยตัวเอง" และ "พึ่งพาตนเอง" ที่เกิดขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 ปัจจุบันมีหนังสือ องค์กร และบุคคลจำนวนมากที่ทำงานเพื่อช่วยให้ความรู้แก่สาธารณชนเกี่ยวกับการตีเหล็ก รวมถึงกลุ่มช่างตีเหล็กในท้องถิ่นที่จัดตั้งชมรมขึ้น โดยช่างตีเหล็กบางคนสาธิตการทำงานที่สถานที่ทางประวัติศาสตร์และกิจกรรมประวัติศาสตร์มีชีวิต ช่างตีเหล็กสมัยใหม่บางคนที่ผลิตงานโลหะตกแต่งเรียกตัวเองว่าช่างตีเหล็กศิลปิน ในปี 1973 สมาคมช่างตีเหล็กศิลปินแห่งอเมริกาเหนือได้ก่อตั้งขึ้นโดยมีสมาชิก 27 คน และในปี 2013 มีสมาชิกเกือบ 4,000 คน ในทำนองเดียวกัน สมาคมช่างตีเหล็กศิลปินแห่งอังกฤษก่อตั้งขึ้นในปี 1978 โดยมีสมาชิกผู้ก่อตั้ง 30 คน และมีสมาชิกประมาณ 600 คนในปี 2013 ^{[ 19 ]}และตีพิมพ์นิตยสารรายไตรมาสสำหรับสมาชิก

ในขณะที่ประเทศพัฒนาแล้วพบว่าความสนใจในงานช่างตีเหล็กเริ่มลดลงและกลับมาเฟื่องฟูอีกครั้ง แต่ในประเทศกำลังพัฒนาหลายแห่ง ช่างตีเหล็กยังคงผลิตและซ่อมแซมเครื่องมือและอุปกรณ์เหล็กและเหล็กกล้าสำหรับผู้คนในท้องถิ่นของตนต่อไป

• ปทาห์เทพผู้คุ้มครองช่างฝีมือและสถาปนิก
• อะเมะโนะมาฮิโตะสึเทพเจ้าแห่งงานโลหะและช่างตีเหล็ก
• สวาร็อกเทพแห่งโรงตีเหล็ก ไฟ ดวงอาทิตย์ และการสร้างสรรค์
• วิศวกรรมมาเทพเจ้าแห่งการตีเหล็กของชาวฮินดู
• โกอิบนิอูเทพเจ้าแห่งการตีเหล็กของชาวไอริช
• โอกุน โยรูบา โอริชะแห่งช่างตีเหล็ก เหล็ก และสงคราม
• เฮเฟสตัส / วัลแคนเทพเจ้าแห่งงานโลหะและโรงตีเหล็ก
• ธอร์เทพเจ้าแห่งพายุ การตีเหล็ก และโรงตีเหล็ก
• ตามตำนานในพระคัมภีร์ ทูบัล-คาอินคือช่างตีเหล็กคนแรก
• บุตรแห่งอิวาลดีในเทพปกรณัมของชาวนอร์ส เป็นเรื่องราวของพี่น้องคนแคระสามคนที่นำของขวัญหลากหลายชนิดไปถวายเทพเจ้า
• ไมม์น้องชายของอัลเบอริชคนแคระในโอเปราของวากเนอร์ และผู้สร้างดาบโนทุงและหมวกทาร์นเฮล์ม
• กาเวห์ในเทพปกรณัมเปอร์เซียเป็นช่างตีเหล็กที่ก่อการลุกฮือของประชาชนต่อต้านซาฮัก ทรราชต่างชาติผู้ชั่วร้าย หลังจากที่เขาเสียลูกสองคนไปเพราะงูของซาฮัก
• ทเลปช์และเคอร์ดาเลกอน ซึ่งเป็น รูปจำลองของชาว เซอร์คัสเซียและชาวออสเซเทียตามลำดับ ของวีรบุรุษช่างตีเหล็กแห่งนาร์ตส์ผู้เป็นประธานในพิธีการกำเนิด/ การดับไฟของ เด็ก เหล็กผู้ซึ่งเติบโตขึ้นเป็นวีรบุรุษบาตราซ /ปาตาราซ

• เจมส์ แบล็กผู้สร้างมีดโบวี่ต้นฉบับ
• จอห์น ซิลเวสเตอร์ช่างตีเหล็กประจำหอคอยแห่งลอนดอน
• Panday Piraผู้ผลิตปืนใหญ่ชาวฟิลิปปินส์คนแรก
• โกโร่ นิวโด มาซามูเนะช่างตีเหล็กชาวญี่ปุ่นในยุคกลาง

• เอลิซาเบธ บริมเป็นที่รู้จักจากการใช้ภาพลักษณ์ของผู้หญิง เช่น ชุดชั้นในหรือรองเท้า ในผลงานของเธอ รวมถึงเทคนิคเฉพาะตัวของบริม คือการเป่าลูกโป่งที่ทำจากโลหะร้อนด้วยอากาศอัด
• โรแลนด์ กรีฟเคสงานเหล็กดัด
• พอล ซิมเมอร์แมนน์งานตีเหล็กสมัยใหม่

• เทศกาลช่างตีเหล็กเป็นเทศกาลประจำปีที่จัดขึ้นในเมืองอีวาโน-ฟรังคิฟสค์
• ฉากช่างตีเหล็ก (หรือรู้จักกันในชื่อ ฉากช่างตีเหล็กหมายเลข 1 และ ฉากการตีเหล็ก)
• ช่างตีดาบ
• ช่างทองแดง
• ช่างทอง
• เฮฟาอิสตันหนึ่งในงานประชุมประจำปีที่สำคัญที่สุดของช่างตีเหล็กฝีมือระดับโลก (สาธารณรัฐเช็ก)
• เครื่องใช้โลหะ
• มาเครา อัสซาดา
• โลหะวิทยา
• โรงเรียนช่างตีเหล็กแห่งชาติ (สหราชอาณาจักร)
• ช่างเงิน
• วันนักบุญเคลเมนต์
• ช่างดีบุก
• ไวท์สมิธ
• บริษัทช่างตีเหล็กผู้ทรงเกียรติ

• พิพิธภัณฑ์ราชนาวี – ร่วมเดินทางสู่ประวัติศาสตร์ทางทะเล – ช่างตีเหล็ก
• ค้นหาช่างตีเหล็กในสหราชอาณาจักรได้จากสารบบช่างตีเหล็กแห่งชาติ (National Directory Of Blacksmiths) ซึ่งเก็บถาวรไว้เมื่อวันที่ 29 เมษายน 2021 ที่Wayback Machine
• "เป็นช่างตีเหล็กด้วยตนเอง"นิตยสาร Popular Science เดือนมกราคม 1949พื้นฐานของการเป็นช่างตีเหล็ก
• (ABANA) สมาคมช่างตีเหล็กศิลปินแห่งอเมริกาเหนือ (The Artist Blacksmith's Association of North America, Inc.) เก็บถาวรเมื่อ 2022-07-23 ที่Wayback Machine
• ตระกูลช่างตีเหล็กชาวอังกฤษที่มีประวัติยาวนานย้อนไปถึงประมาณปี ค.ศ. 1550
• ฉากช่างตีเหล็ก (ค.ศ. 1893) (วิดีโอ)
• การตีเหล็กทำโซ่โดยช่างตีเหล็กสองคน (วิดีโอ)