โลหะวิทยาเหล็กคือโลหะวิทยาของเหล็กและโลหะผสม ของเหล็ก วัตถุโบราณ ^ที่ ทำจากเหล็ก ยุคก่อนประวัติศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังหลงเหลืออยู่ มาจากยุค 4,000 ปีก่อนคริสตกาลในอียิปต์ [ ^{1 ]}ทำจากเหล็ก-นิกเกิลจากอุกกาบาต^{[ 2 ]}ไม่ทราบแน่ชัดว่าการถลุงเหล็กจากแร่เริ่มขึ้นเมื่อใดหรือที่ใด แต่เมื่อสิ้นสุดยุค 2,000 ปีก่อนคริสตกาล เหล็กก็ถูกผลิตขึ้นจากแร่เหล็กในภูมิภาคตั้งแต่กรีซไปจนถึงอินเดีย^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}การใช้เหล็กดัด (เหล็กที่ผ่านการแปรรูป) เป็นที่รู้จักกันในยุค 1,000 ปีก่อนคริสตกาล และการแพร่กระจายของเหล็กดัดได้กำหนดนิยามของยุคเหล็กในช่วงยุคกลาง ช่างตีเหล็กในยุโรปได้ค้นพบวิธีการผลิตเหล็กดัดจากเหล็กหล่อซึ่งในบริบทนี้เรียกว่าเหล็กดิบโดยใช้เตาหลอมเหล็กกระบวนการทั้งหมดนี้ต้องใช้ ถ่านเป็นเชื้อเพลิง

ในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช อินเดียตอนใต้เริ่มส่งออกเหล็กวูตซ์ซึ่งมีปริมาณคาร์บอนอยู่ระหว่างเหล็กดิบและเหล็กดัด ไปยังจีนโบราณ แอฟริกา ตะวันออกกลาง และยุโรป หลักฐานทางโบราณคดีของเหล็กหล่อปรากฏในจีนในศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 9 ]}วิธีการผลิตแบบใหม่โดยการเติมคาร์บอนลงในแท่งเหล็กในกระบวนการซีเมนต์เทชันถูกคิดค้นขึ้นในศตวรรษที่ 17 ในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมวิธีการผลิตเหล็กแท่ง แบบใหม่ เกิดขึ้น โดยการใช้ถ่านโค้กแทนถ่านไม้และต่อมาได้นำไปใช้ในการผลิตเหล็กกล้าทำให้เกิดยุคใหม่ของการใช้เหล็กและเหล็กกล้าที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งคนร่วมสมัยบางคนเรียกว่า "ยุคเหล็ก" ใหม่^{[ 10 ]}

ในช่วงปลายทศวรรษ 1850 เฮนรี เบสเซเมอร์ได้คิดค้นกระบวนการผลิตเหล็กแบบใหม่ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเป่าลมผ่านเหล็กดิบหลอมเหลวเพื่อเผาไหม้คาร์บอนออกไป จึงทำให้ได้เหล็กอ่อน กระบวนการผลิตเหล็กนี้และกระบวนการผลิตเหล็กอื่นๆ ในศตวรรษที่ 19 และต่อมา ได้เข้ามาแทนที่เหล็กดัดปัจจุบัน เหล็กดัดไม่ได้ถูกผลิตในเชิงพาณิชย์อีกต่อไปแล้ว เนื่องจากถูกแทนที่ด้วยเหล็กอ่อนหรือเหล็กคาร์บอนต่ำซึ่งมีคุณสมบัติเทียบเท่ากัน^{[ 11 ] : 145}

เหล็กถูกสกัดจากโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลซึ่งประกอบเป็นประมาณ 6% ของอุกกาบาตทั้งหมดที่ตกลงสู่พื้นโลกแหล่งที่มานั้นมักจะสามารถระบุได้อย่างแน่นอนเนื่องจาก ลักษณะ ผลึกที่ เป็นเอกลักษณ์ ( รูปแบบ Widmanstätten ) ของวัสดุนั้น ซึ่งจะถูกรักษาไว้เมื่อโลหะถูกแปรรูปในอุณหภูมิต่ำหรือเย็น สิ่งประดิษฐ์เหล่านั้นรวมถึง ตัวอย่างเช่น ปลายหอกและเครื่องประดับจากอียิปต์โบราณและสุเมเรียนราว 4000 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 12 ]}

การใช้งานในยุคแรกๆ เหล่านี้ดูเหมือนจะเป็นไปเพื่อพิธีกรรมหรือการตกแต่งเป็นส่วนใหญ่ เหล็กจากอุกกาบาตนั้นหายากมาก และโลหะชนิดนี้น่าจะมีราคาแพงมาก อาจจะแพงกว่าทองคำ ด้วยซ้ำ ชาว ฮิตไทต์ ในยุค แรกๆเป็นที่ทราบกันว่าได้แลกเปลี่ยนเหล็ก (จากอุกกาบาตหรือเหล็กหลอม) กับเงินในอัตรา 40 เท่าของน้ำหนักเหล็กกับอัสซีเรียในช่วงศตวรรษแรกๆ ของ สหัสวรรษที่สอง ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 13 ]}

เหล็กจากอุกกาบาตยังถูกนำมาทำเป็นเครื่องมือในแถบอาร์กติกเมื่อชาวทูเลแห่งกรีนแลนด์เริ่มทำฉมวกมีด อูลูและเครื่องมือมีคมอื่นๆ จากชิ้นส่วนของอุกกาบาตเคปยอร์กโดยทั่วไปแล้ว ชิ้นส่วนโลหะขนาดเท่าเม็ดถั่วจะถูกตีเย็นให้เป็นแผ่นกลมและประกอบเข้ากับด้ามจับที่ทำจากกระดูก^{[ 2 ]}สิ่งประดิษฐ์เหล่านี้ยังถูกใช้เป็นสินค้าแลกเปลี่ยนกับชนเผ่าอื่นๆ ในแถบอาร์กติกด้วย เครื่องมือที่ทำจากอุกกาบาตเคปยอร์กถูกพบในแหล่งโบราณคดีที่อยู่ห่างออกไปมากกว่า 1,000 ไมล์ (1,600 กม.) เมื่อโรเบิร์ต เพียรีนักสำรวจขั้วโลกชาวอเมริกันขนส่งชิ้นส่วนอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดไปยังพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติอเมริกันในนครนิวยอร์กในปี 1897 มันยังมีน้ำหนักมากกว่า 33  ตันอีกตัวอย่างหนึ่งของการใช้เหล็กจากอุกกาบาตในยุคหลังคือ^ขวานจากราวปี ค.ศ. 1000 ที่พบในสวีเดน [ ^{2 ]}

เหล็ก ธรรมชาติในสถานะโลหะพบได้น้อยมากในรูปของสิ่งเจือปนขนาดเล็กใน หิน บะซอลต์ บางชนิด นอกจากเหล็กจากอุกกาบาตแล้ว ชาวทูเลแห่งกรีนแลนด์ยังใช้เหล็กธรรมชาติจากภูมิภาคดิสโก อีกด้วย ^{[ 2 ]}

การถลุงเหล็ก—การสกัดโลหะที่ใช้ได้จาก แร่เหล็ก ออก ซิได ซ์—นั้นยากกว่า การถลุง ดีบุกและทองแดงในขณะที่โลหะเหล่านี้และโลหะผสมของพวกมันสามารถขึ้นรูปเย็นหรือหลอมในเตาหลอมที่ค่อนข้างง่าย (เช่น เตาเผาที่ใช้สำหรับเครื่องปั้นดินเผา ) และหล่อลงในแม่พิมพ์ได้ แต่เหล็กที่ถลุงแล้วต้องใช้การขึ้นรูปด้วยความร้อนและสามารถหลอมได้เฉพาะในเตาหลอมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเท่านั้น เหล็กเป็นสิ่งเจือปนทั่วไปในแร่ทองแดง และบางครั้งแร่เหล็กก็ถูกใช้เป็นฟลักซ์ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่มนุษย์เชี่ยวชาญเทคโนโลยีการถลุงเหล็กได้หลังจากผ่านไปหลายพันปีของ^การทำโลหะบรอนซ์ [ ^{12 ]}

สถานที่และเวลาของการค้นพบการถลุงเหล็กยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความยากลำบากในการแยกแยะโลหะที่สกัดจากแร่ที่มีนิกเกลออกจากเหล็กอุกกาบาตที่ผ่านการแปรรูปด้วยความร้อน^{[ 2 ]} หลักฐานทางโบราณคดีดูเหมือนจะชี้ไปยังพื้นที่ตะวันออกกลางในช่วงยุคสำริดในสหัสวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาล อย่างไรก็ตาม สิ่งประดิษฐ์จาก เหล็กดัดยังคงเป็นของหายากจนกระทั่งถึงศตวรรษที่ 12 ก่อนคริสตกาล

ยุคเหล็กโดยทั่วไปนิยามโดยการแทนที่ อาวุธและเครื่องมือ สำริดด้วยเหล็กและเหล็กกล้า อย่างแพร่หลาย ^{[ 14 ]}การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นในเวลาและสถานที่ที่แตกต่างกัน เนื่องจากเทคโนโลยีแพร่กระจาย เมโสโปเตเมียเข้าสู่ยุคเหล็กอย่างเต็มตัวเมื่อ 900 ปีก่อนคริสตกาล แม้ว่าอียิปต์จะผลิตสิ่งประดิษฐ์จากเหล็ก แต่สำริดยังคงมีบทบาทสำคัญจนกระทั่งถูกอัสซีเรียพิชิตในปี 663 ก่อนคริสตกาล ยุคเหล็กเริ่มต้นในอินเดียประมาณ 1200 ปีก่อนคริสตกาล ในยุโรปกลางประมาณ 800 ปีก่อนคริสตกาล และในจีนประมาณ 300 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 15 ] [ 16 ]}ประมาณ 500 ปีก่อนคริสตกาลชาวนูเบียซึ่งเรียนรู้การใช้เหล็กจากชาวอัสซีเรียและถูกขับไล่ออกจากอียิปต์ กลายเป็นผู้ผลิตและผู้ส่งออกเหล็กรายใหญ่^{[ 17 ]}การพัฒนาระหว่างเหล็กหลอมเหลวกับเหล็กหล่อในแต่ละภูมิภาคอาจได้รับอิทธิพลจากความต้องการใช้งานเหล็กในสภาพแวดล้อมทางสังคมและการเมืองของแต่ละภูมิภาค^{[ 18 ]}

ในบริเตนก่อนสมัยโรมัน การถลุงเหล็กได้รับการจัดตั้งขึ้นอย่างมั่นคงในช่วงยุคเหล็กตอนกลางในยอร์กเชอร์ และอาจเชื่อมโยงกับวัฒนธรรมอาร์ราสลักษณะการถลุงเหล็กขนาดใหญ่แบบชุมชนที่ธอร์นตันแสดงให้เห็นว่ามันสนับสนุนความต้องการเครื่องมือเหล็กและสินค้าสำหรับพิธีศพจำนวนมากที่ชุมชนเหล่านี้ต้องการ^{[ 19 ]}

ประมาณ 1500 ปีก่อนคริสตกาล วัตถุเหล็กหลอมที่ไม่ใช่อุกกาบาตมีจำนวนเพิ่มมากขึ้นในเมโสโปเตเมียอนาโตเลีย และอียิปต์^{[ 2 ]}พบวัตถุเหล็กอุกกาบาต 19 ชิ้นในสุสานของฟาโรห์ตุตันคา เมน แห่งอียิปต์ซึ่งสิ้นพระชนม์ในปี 1323 ก่อนคริสตกาล รวมถึงมีดสั้นเหล็กด้ามทองคำดวงตาแห่งฮอรัสแท่นวางศีรษะของมัมมี่ และแบบจำลองเครื่องมือช่าง 16 ชิ้น^{[ 20 ]}ดาบอียิปต์โบราณที่มีชื่อของฟาโรห์เมอร์เนปทาห์รวมทั้งขวานรบที่มีใบมีดเหล็กและด้ามทองสัมฤทธิ์ประดับทองคำ ถูกค้นพบในการขุดค้นที่อูการิต^{[ 21 ]}

แม้ว่า จะพบวัตถุเหล็กที่มีอายุตั้งแต่ยุคสำริด ทั่วทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออก แต่ดูเหมือนว่างานสำริดจะมีบทบาทสำคัญอย่างมากในช่วงเวลานี้ ^{[ 22 ]}เมื่อเทคโนโลยีแพร่กระจาย เหล็กก็เข้ามาแทนที่สำริดในฐานะโลหะหลักที่ใช้สำหรับเครื่องมือและอาวุธทั่วทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออก (เลแวนต์ไซปรัสกรีซครีตอนาโตเลีย และอียิปต์) ^{[ 14 ]}

เดิมทีเหล็กถูกถลุงในเตาหลอมแบบบลู เม อรี ซึ่ง ใช้ เครื่องเป่าลมเพื่อดันอากาศผ่านกองแร่เหล็กและถ่าน ที่กำลังลุกไหม้ คาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดจากถ่านจะลดออกไซด์ของเหล็กจากแร่ให้กลายเป็นเหล็กโลหะ อย่างไรก็ตาม เตาหลอมแบบบลูเมอรีนั้นไม่ร้อนพอที่จะหลอมเหล็กได้ ดังนั้นโลหะจึงสะสมอยู่ที่ก้นเตาหลอมเป็นก้อนคล้ายฟองน้ำหรือบลูมจากนั้นคนงานจะตีและพับมันซ้ำๆ เพื่อดันกาก หลอมเหลวออกมา กระบวนการที่ต้องใช้แรงงานและเวลามากนี้ทำให้ได้เหล็กดัดซึ่งเป็นโลหะผสมที่อ่อนตัวได้แต่ค่อนข้างอ่อน^{[ 23 ]}

ควบคู่กับการเปลี่ยนผ่านจากโลหะสำริดไปเป็นเหล็ก คือการค้นพบกระบวนการคาร์บูไรเซชันซึ่งเป็นกระบวนการเติมคาร์บอนลงในเหล็กดัด แม้ว่าเหล็กดิบจะมีคาร์บอนอยู่บ้าง แต่การขึ้นรูปด้วยความร้อนในภายหลังจะทำให้ คาร์บอนส่วนใหญ่เกิด การออกซิเดชัน ช่างตีเหล็กในตะวันออกกลางค้นพบว่าเหล็กดัดสามารถเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ที่แข็งกว่ามากได้โดยการให้ความร้อนแก่ชิ้นงานที่เสร็จแล้วในกองถ่าน แล้วจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วในน้ำหรือน้ำมัน กระบวนการนี้จะเปลี่ยนชั้นนอกของชิ้นงานให้กลายเป็นเหล็กกล้าซึ่งเป็นโลหะผสมของเหล็กและเหล็กคาร์ไบด์โดยมีแกนกลางเป็นเหล็กที่เปราะน้อยกว่า

การพัฒนาการถลุงเหล็กนั้นเชื่อกันว่าเป็นผลงานของชาวฮิตไทต์แห่งอนาโตเลียในช่วงปลายยุคสำริด [ ^{24 ] เชื่อ}กันว่าพวกเขามีอำนาจผูกขาดในการผลิตเหล็ก และอาณาจักรของพวกเขาก็ตั้งอยู่บนความได้เปรียบนั้น ตามทฤษฎีนั้นชาวทะเล โบราณ ที่บุกเข้ามาในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออกและทำลายอาณาจักรฮิตไทต์ในช่วงปลายยุคสำริด เป็นผู้รับผิดชอบในการเผยแพร่ความรู้ไปทั่วภูมิภาคนั้น ทฤษฎีนี้ไม่ได้รับการยอมรับในกระแสหลักของการศึกษาอีกต่อไป^{[ 24 ]}เนื่องจากไม่มีหลักฐานทางโบราณคดีใดๆ ที่สนับสนุนการผูกขาดของชาวฮิตไทต์ตามที่กล่าวอ้าง แม้ว่าจะมีวัตถุเหล็กบางชิ้นจากอนาโตเลียในยุคสำริด แต่จำนวนนั้นเทียบได้กับวัตถุเหล็กที่พบในอียิปต์และสถานที่อื่นๆ ในช่วงเวลาเดียวกัน และมีเพียงวัตถุจำนวนเล็กน้อยเท่านั้นที่เป็นอาวุธ^{[ 22 ]}

ทฤษฎีล่าสุดอ้างว่าการพัฒนาเทคโนโลยีเหล็กได้รับแรงผลักดันจากการหยุดชะงักของ เส้นทางการค้า ทองแดงและดีบุกเนื่องจากการล่มสลายของจักรวรรดิในช่วงปลายยุคสำริดตอนปลาย^{[ 24 ]}โลหะเหล่านี้ โดยเฉพาะดีบุก ไม่ได้มีอยู่ทั่วไป และช่างโลหะต้องขนส่งพวกมันเป็นระยะทางไกล ในขณะที่แร่เหล็กมีอยู่ทั่วไป อย่างไรก็ตาม ไม่มีหลักฐานทางโบราณคดีใดที่บ่งชี้ว่ามีการขาดแคลนทองสัมฤทธิ์หรือดีบุกในยุคเหล็กตอนต้น^{[ 25 ]}วัตถุทองสัมฤทธิ์ยังคงมีอยู่มากมาย และวัตถุเหล่านี้มีเปอร์เซ็นต์ของดีบุกเท่ากับวัตถุจากยุคสำริดตอนปลาย

ประวัติศาสตร์ของโลหะวิทยาเหล็กในอนุทวีปอินเดียเริ่มต้นขึ้นในช่วงสหัสวรรษที่ 2 ก่อนคริสต์ศักราช แหล่งโบราณคดีในที่ราบลุ่มแม่น้ำคงคาได้ค้นพบเครื่องมือเหล็กที่มีอายุระหว่าง 1800 ถึง 1200 ปีก่อนคริสต์ศักราช^{[ 26 ]}ในช่วงต้นศตวรรษที่ 13 ก่อนคริสต์ศักราช การถลุงเหล็กได้ถูกนำมาใช้ในวงกว้างในอินเดีย^{[ 26 ]}ในอินเดียตอนใต้ (ปัจจุบันคือเมืองไมซอร์ ) มีการใช้เหล็กในช่วงศตวรรษที่ 12 ถึง 11 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 4 ]}เทคโนโลยีโลหะวิทยาเหล็กก้าวหน้าขึ้นในช่วงยุคราชวงศ์เมารยะ ที่มีเสถียรภาพทางการเมือง ^{[ 27 ]}และในช่วงที่มีการตั้งถิ่นฐานอย่างสงบสุขในสหัสวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 4 ]}

สิ่งประดิษฐ์ จากเหล็กเช่นเหล็กแหลม มี ดดาบหัวลูกศรชามช้อนหม้อขวานสิ่วคีมอุปกรณ์ประตู ฯลฯ ซึ่งมีอายุตั้งแต่ 600 ถึง 200 ปีก่อนคริสตกาล ได้ถูกค้นพบในแหล่งโบราณคดีหลายแห่งของอินเดีย[ 15 ]เฮ^โรโดตัสนักประวัติศาสตร์ชาวกรีก ได้เขียนบันทึกของ ชาวตะวันตกฉบับแรกเกี่ยวกับการใช้เหล็กในอินเดีย^{[ 15 ]}คัมภีร์อุปนิษัท ซึ่ง ^เป็น คัมภีร์เทพนิยายของอินเดีย ได้กล่าวถึงการทอผ้า การทำเครื่องปั้นดินเผา และโลหะวิทยาด้วยเช่นกัน^{[ 28 ]}ชาวโรมันให้ความเคารพอย่างสูงต่อคุณภาพของเหล็กกล้าจากอินเดียในสมัยจักรวรรดิกุปตะ^{[ 29 ]}

อาจกล่าวได้ว่าตั้งแต่ 500 ปีก่อนคริสตกาล หรือแน่นอนว่าภายในปี 200 หลังคริสตกาล เหล็กคุณภาพสูงถูกผลิตขึ้นในอินเดียตอนใต้โดยใช้เทคนิคการหลอมในเบ้าหลอมในระบบนี้ เหล็กดัดบริสุทธิ์สูง ถ่าน และแก้วถูกผสมในเบ้าหลอมและให้ความร้อนจนกระทั่งเหล็กหลอมละลายและดูดซับคาร์บอน^{[ 30 ]}โซ่เหล็กถูกนำมาใช้ในสะพานแขวน ของอินเดีย ตั้งแต่ศตวรรษที่ 4 ^{[ 31 ]}

เหล็กวูตซ์ผลิตในอินเดียและศรีลังกาตั้งแต่ราว 300 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 30 ]}เหล็กวูตซ์มีชื่อเสียงมาตั้งแต่สมัยโบราณในด้านความทนทานและความสามารถในการรักษาความคม เมื่อกษัตริย์โปรัส ขอให้อเล็กซานเดอร์ เลือกของขวัญอเล็กซานเดอร์กล่าวกันว่าเลือกเหล็กหนัก 30 ปอนด์ แทน ทองคำหรือเงิน^{[ 29 ]}เดิมทีเหล็กวูตซ์เป็นโลหะผสมที่ซับซ้อนโดยมีเหล็กเป็นส่วนประกอบหลักร่วมกับธาตุ อื่นๆ ใน ปริมาณเล็กน้อย การศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่าคุณสมบัติของมันอาจเกิดจากการก่อตัวของนาโนทิวบ์คาร์บอนในโลหะ^{[ 32 ]}ตามที่วิลล์ ดูแรนต์กล่าว เทคโนโลยีนี้ได้ส่งต่อไปยังชาวเปอร์เซียและจากพวกเขาไปยังชาวอาหรับซึ่งแพร่กระจายไปทั่วตะวันออกกลาง^{[ 29 ]}ในศตวรรษที่ 16 ชาวดัตช์ได้นำเทคโนโลยีนี้จากอินเดียใต้ไปยังยุโรป ซึ่งมีการผลิตในปริมาณมาก^{[ 33 ]}

เหล็กกล้าถูกผลิตในศรีลังกาตั้งแต่ 300 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 30 ]}โดยใช้เตาหลอมที่ขับเคลื่อนด้วยลมมรสุมเตาหลอมถูกขุดเข้าไปในยอดเขา และลมถูกเบี่ยงเบนเข้าไปในช่องระบายอากาศโดยใช้ร่องยาว การจัดเรียงนี้ทำให้เกิดโซนความดันสูงที่ทางเข้า และโซนความดันต่ำที่ด้านบนของเตาหลอม เชื่อกันว่าการไหลเวียนนี้ทำให้ได้อุณหภูมิที่สูงกว่าเตาหลอมที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องสูบลม ส่งผลให้ได้เหล็กที่มีคุณภาพดีกว่า^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}เหล็กกล้าที่ผลิตในศรีลังกามีการค้าขายอย่างกว้างขวางภายในภูมิภาคและในโลก อิสลาม

หนึ่งในสิ่งมหัศจรรย์ทางโลหะวิทยาที่สำคัญที่สุดของโลกคือเสาเหล็กที่ตั้งอยู่ในบริเวณ Qutbในเดลีเสานี้ทำจากเหล็กดัด (98% Fe ) สูงเกือบเจ็ดเมตรและหนักกว่าหกตัน^{[ 37 ]}เสานี้สร้างขึ้นโดยจันทรคุปต์ที่ 2วิกรมทิตยะ และสามารถทนต่อฝนตกหนักมาเป็นเวลา 1,600 ปีโดยมีการกัดกร่อน ค่อนข้าง น้อย

นักวิชาการจำนวนมากเสนอว่าวัฒนธรรมอาฟานาซิเอโวอาจเป็นผู้ริเริ่มการนำโลหะวิทยามาสู่ประเทศจีน^{[ 38 ] [ 39 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การติดต่อระหว่างวัฒนธรรมอาฟานาซิเอโวกับวัฒนธรรมมาจิยาโอและวัฒนธรรมฉีเจียถือเป็นการถ่ายทอดเทคโนโลยีสำริด^{[ 40 ]}

ในปี 2008 มีการขุดพบเศษเหล็กสองชิ้นที่แหล่งโบราณสถานโมโกวใน มณฑล กานซู เศษเหล็กเหล่านี้มีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 14 ก่อนคริสต์ศักราช ซึ่งอยู่ในช่วงวัฒนธรรมซีวา เศษเหล็กชิ้นหนึ่งทำจากเหล็กหลอมเหลว ไม่ใช่เหล็กจากอุกกาบาต^{[ 41 ] [ 42 ]}

นอกเหนือจากข้อยกเว้นนี้แล้ว สิ่งประดิษฐ์เหล็กที่เก่าแก่ที่สุดที่ทราบกันว่าทำจากเตาหลอมเหล็กในประเทศจีนมีอายุย้อนไปถึงปลายศตวรรษที่ 9 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 43 ]}เหล็กหล่อถูกใช้ในจีนโบราณเพื่อการสงคราม การเกษตร และสถาปัตยกรรม^{[ 9 ]}ประมาณ 500 ปีก่อนคริสต์ศักราช ช่างโลหะในรัฐ อู่ทางตอนใต้ สามารถทำอุณหภูมิได้ถึง 1130 °C ที่อุณหภูมินี้ เหล็กจะรวมตัวกับคาร์บอน 4.3% และหลอมเหลว เหล็กเหลวสามารถหล่อลงในแม่พิมพ์ ได้ ซึ่งเป็นวิธีการที่ใช้แรงงานน้อยกว่าการตีขึ้นรูปเหล็กแต่ละชิ้นจากแท่งเหล็กมาก

เหล็กหล่อค่อนข้างเปราะและไม่เหมาะสำหรับเครื่องมือตี สามารถลดคาร์บอนให้เป็นเหล็กกล้าหรือเหล็กดัดได้โดยการให้ความร้อนในอากาศเป็นเวลาหลายวัน ในประเทศจีน วิธีการแปรรูปเหล็กเหล่านี้แพร่กระจายไปทางเหนือ และเมื่อถึง 300 ปีก่อนคริสตกาล เหล็กกลายเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมทั่วประเทศจีนสำหรับเครื่องมือและอาวุธส่วนใหญ่^{[ 9 ]}หลุมฝังศพขนาดใหญ่ใน มณฑล เหอเป่ยซึ่งมีอายุย้อนไปถึงต้นศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาล มีทหารหลายนายถูกฝังพร้อมกับอาวุธและอุปกรณ์อื่นๆ วัตถุโบราณที่กู้คืนจากหลุมฝังศพนี้ทำจากเหล็กดัด เหล็กหล่อ เหล็กหล่ออ่อน และเหล็กกล้าชุบแข็ง โดยมีอาวุธสำริดเพียงไม่กี่ชิ้น ซึ่งน่าจะเป็นเครื่องประดับ

ในสมัยราชวงศ์ฮั่น (202 ปีก่อนคริสต์ศักราช – 220 ปีคริสต์ศักราช) รัฐบาลได้จัดตั้งการผลิตเหล็กเป็นของรัฐผูกขาด ซึ่งถูกยกเลิกในช่วงครึ่งหลังของราชวงศ์และกลับไปเป็นของเอกชนและได้สร้างเตาหลอมขนาดใหญ่หลายแห่งใน มณฑล เหอหนานซึ่งแต่ละแห่งสามารถผลิตเหล็กได้หลายตันต่อวัน ในเวลานั้น นักโลหะวิทยาชาวจีนได้ค้นพบวิธีการทำให้เหล็กดิบมีคุณภาพดี โดยการกวนในอากาศจนกระทั่งสูญเสียคาร์บอนและสามารถตีขึ้นรูปได้ (ดัดขึ้นรูป) ในภาษาจีน กลางสมัยใหม่ กระบวนการนี้เรียกว่าเฉาซึ่งแปลตรงตัวว่าการผัดเหล็กดิบเรียกว่า 'เหล็กดิบ' ในขณะที่เหล็กดัดขึ้นรูปเรียกว่า 'เหล็กสุก' ในศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช นักโลหะวิทยาชาวจีนได้ค้นพบว่าเหล็กดัดขึ้นรูปและเหล็กหล่อสามารถหลอมรวมกันเพื่อให้ได้โลหะผสมที่มีปริมาณคาร์บอนปานกลาง นั่นคือ เหล็กกล้า^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}

ตามตำนานเล่าว่า ดาบของหลิวปังจักรพรรดิฮั่นองค์แรก ถูกสร้างขึ้นด้วยวิธีนี้ ตำราบางเล่มในยุคนั้นกล่าวถึง "การประสานความแข็งและความอ่อน" ในบริบทของการผลิตเหล็ก วลีนี้อาจหมายถึงกระบวนการนี้ เมืองโบราณว่าน ( หนานหยาง ) ตั้งแต่สมัยฮั่นเป็นต้นมาเป็นศูนย์กลางสำคัญของอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า^{[ 47 ]}นอกเหนือจากวิธีการตีเหล็กแบบดั้งเดิมแล้ว ชาวจีนยังได้นำวิธีการผลิตเหล็กวูตซ์มาใช้ ซึ่งเป็นแนวคิดที่นำเข้ามาจากอินเดียสู่จีนในศตวรรษที่ 5 ^{[ 48 ]}

ในสมัยราชวงศ์ฮั่น ชาวจีนยังเป็นชาติแรกที่นำ พลังงาน ไฮดรอลิก (เช่น กังหานน้ำ ) มาใช้ในการทำงานของลูกยางในเตาหลอมเหล็ก มีการบันทึกไว้ในปี ค.ศ. 31 ว่าเป็นนวัตกรรมของวิศวกรเครื่องกลและนักการเมืองชาวจีน ชื่อ ตู้ซือเจ้าเมืองหนานหยาง^{[ 49 ] แม้ว่าตู้ซือจะเป็นคนแรกที่นำพลังงานน้ำมาใช้กับลูกยางในงานโลหะวิทยา แต่}ภาพวาดและภาพประกอบที่พิมพ์ครั้งแรกเกี่ยวกับการทำงานด้วยพลังงานน้ำปรากฏขึ้นในปี ค.ศ. 1313 ในตำราสมัยราชวงศ์หยวนที่เรียกว่าหนงซู [ ^{50 ]}

ในศตวรรษที่ 11 มีหลักฐานการผลิตเหล็กในจีนสมัยราชวงศ์ซ่งโดยใช้สองเทคนิค ได้แก่ วิธี "เบอร์กาเนสค์" ซึ่งผลิตเหล็กคุณภาพต่ำและไม่สม่ำเสมอ และกระบวนการเบสเซเมอร์ที่เป็นต้นแบบของกระบวนการสมัยใหม่ ซึ่งใช้การลดคาร์บอนบางส่วนผ่านการตีขึ้นรูปซ้ำๆ ภายใต้ลมเย็น^{[ 51 ]}ในศตวรรษที่ 11 มีการตัดไม้ทำลายป่าจำนวนมากในประเทศจีนเนื่องจากความต้องการถ่านไม้ของอุตสาหกรรมเหล็ก^{[ 52 ]}อย่างไรก็ตาม ในเวลานั้น ชาวจีนได้เรียนรู้ที่จะใช้โค้กบิทูมินัสแทนถ่านไม้ และด้วยการเปลี่ยนมาใช้ทรัพยากรนี้ ทำให้ป่าไม้คุณภาพดีในประเทศจีนหลายไร่รอดพ้นจากการถูกทำลาย^{[ 52 ]}

วัตถุเหล็กที่เก่าแก่ที่สุดที่พบในยุโรปมีอายุย้อนไปถึงสหัสวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช และจัดอยู่ในกลุ่มวัฒนธรรม YamnayaและวัฒนธรรมCatacomb ^{[ 53 ] [ 54 ]}ยุโรปตะวันออก โดยเฉพาะภูมิภาค Cis-Ural แสดงให้เห็นถึงความเข้มข้นสูงสุดของวัตถุเหล็กในยุคสำริดตอนต้นและตอนกลางในยูเรเซียตะวันตก^{[ 53 ]}แม้ว่าส่วนใหญ่จะเชื่อกันว่าประกอบด้วยเหล็กจากอุกกาบาต^{[ 55 ]}ใบมีดจากวัฒนธรรม Catacomb ที่มีอายุราว 2300 ปีก่อนคริสต์ศักราช เชื่อกันว่าทำจากเหล็กหลอม^{[ 54 ] [ 55 ]} ในช่วง ยุคสำริดตอนกลางและตอนปลายส่วนใหญ่ในยุโรปกลาง เหล็กมีอยู่ แม้ว่าจะหายากก็ตาม มันถูกใช้สำหรับเครื่องประดับส่วนบุคคลและมีดขนาดเล็ก สำหรับการซ่อมแซมทองสัมฤทธิ์ และสำหรับสิ่งของโลหะสองชนิด^{[ 56 ]}การค้นพบเหล็กหลอมยุคแรกจากยุโรปกลาง ได้แก่ มีดหรือเคียวเหล็กจาก Ganovce ในสโลวาเกีย ซึ่งอาจมีอายุตั้งแต่ศตวรรษที่ 18-15 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 57 ] [ 58 ]}แหวนเหล็กจาก Vorwohlde ในเยอรมนี ซึ่งมีอายุราวศตวรรษที่ 15 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 59 ]}และสิ่วเหล็กจาก Heegermühle ในเยอรมนี ซึ่งมีอายุราว 1000 ปีก่อนคริสต์ศักราช^{[ 60 ] [ 61 ]}พบวัตถุเหล็กหลอมจากยุโรปตะวันออกที่มีอายุตั้งแต่หลัง 1200 ปีก่อนคริสต์ศักราช^{[ 55 ]}

ในศตวรรษที่ 11 ก่อนคริสต์ศักราช ดาบเหล็กได้เข้ามาแทนที่ดาบสำริดในยุโรปตอนใต้ โดยเฉพาะในกรีซ และในศตวรรษที่ 10 ก่อนคริสต์ศักราช เหล็กก็กลายเป็นโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย^{[ 62 ]}ในแอ่งคาร์พาเทียนมีการค้นพบเหล็กเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญตั้งแต่ศตวรรษที่ 10 ก่อนคริสต์ศักราชเป็นต้นไป โดยบางการค้นพบอาจมีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 12 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 63 ]}มีการค้นพบดาบเหล็กในยุโรปตอนกลางที่มีอายุตั้งแต่ศตวรรษที่ 10 ก่อนคริสต์ศักราช อย่างไรก็ตาม ยุคเหล็กเริ่มต้นอย่างจริงจังด้วยวัฒนธรรมฮัลล์สแตทท์ตั้งแต่ 800 ปีก่อนคริสต์ศักราช^{[ 64 ]}เหล็กกล้าถูกผลิตขึ้นตั้งแต่ประมาณ 800 ปีก่อนคริสต์ศักราช ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการผลิตดาบ^{[ 65 ]}และดาบที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนสูงทั้งหมดก็เป็นที่รู้จักตั้งแต่สมัยก่อนโรมัน^{[ 66 ]}หลักฐานเกี่ยวกับการผลิตเหล็กในบริเตนมีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 10 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 67 ]}โดยยุคเหล็กเริ่มต้นขึ้นในศตวรรษที่ 8 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 68 ]}มีหลักฐานการผลิตเหล็กกล้าคาร์บอนสูงในบริเตนตั้งแต่ประมาณ 490 ปีก่อนคริสต์ศักราช^{[ 69 ]}การผลิตเหล็กเริ่มมีการปฏิบัติในสแกนดิเนเวียในช่วงปลายยุคสำริดอย่างน้อยตั้งแต่ศตวรรษที่ 9 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 70 ]}โดยมีหลักฐานการผลิตเหล็กกล้าตั้งแต่ 800–700 ปีก่อนคริสต์ศักราช^{[ 71 ]}สิ่งประดิษฐ์จากเหล็กและเหล็กกล้า รวมถึงเหล็กกล้าคาร์บอนสูง ถูกผลิตขึ้นในทางตอนเหนือของสวีเดน ฟินแลนด์ และนอร์เวย์ (ในแหลมเหนือ ) ตั้งแต่ประมาณ 200–50 ปีก่อนคริสต์ศักราช^{[ 71 ]}หลักฐานเกี่ยวกับการผลิตเหล็กในอิตาลีและซาร์ดิเนียมีอายุย้อนไปถึงปลายยุคสำริด (ประมาณ 1350-950 ปีก่อนคริสต์ศักราช) ^{[ 72 ] [ 73 ]}เครื่องมือเหล็กกล้าคาร์บอนสูงถูกผลิตขึ้นในไอบีเรีย (โปรตุเกส) ตั้งแต่ราว 900 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 74 ] [ 75 ]}

ตั้งแต่ 500 ปีก่อนคริสตกาลวัฒนธรรมลาเตเนได้เห็นการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของการผลิตเหล็ก โดยโลหะวิทยาเหล็กก็แพร่หลายในสแกนดิเนเวียตอนใต้ การแพร่กระจายของการผลิตเหล็กในยุโรปกลางและตะวันตกเกี่ยวข้องกับการขยายตัวของชาวเคลต์^{[ 65 ]}ในศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสตกาลเหล็กกล้าของชาวนอริกมีชื่อเสียงในด้านคุณภาพและเป็นที่ต้องการของกองทัพโรมัน^{[ 76 ]}ผลผลิตเหล็กประจำปีในจักรวรรดิโรมันคาดว่าอยู่ที่84,750 ตัน^{[ 77 ]}

การผลิตเหล็กกล้าคาร์บอนสูงพิเศษได้รับการยืนยันที่ แหล่งโบราณคดี Heetenของชาวเยอรมันในเนเธอร์แลนด์ตั้งแต่ศตวรรษที่ 2 ถึง 4/5 ในยุคเหล็กโรมันตอนปลาย^{[ 78 ]}

ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีด้านโลหะวิทยาโบราณมีต้นกำเนิดมาจากศูนย์กลางหลายแห่งในแอฟริกา โดยศูนย์กลางต้นกำเนิดตั้งอยู่ในแอฟริกาตะวันตกแอฟริกาตอนกลางและแอฟริกาตะวันออกดังนั้น เนื่องจากศูนย์กลางต้นกำเนิดเหล่านี้ตั้งอยู่ในแอฟริกาตอนใน การพัฒนาด้านโลหะวิทยาโบราณเหล่านี้จึงเป็นเทคโนโลยีพื้นเมืองของแอฟริกา^{[ 79 ]}การพัฒนาด้านโลหะวิทยาเหล็กเกิดขึ้นระหว่างปี 2631 ก่อนคริสต์ศักราช – 2458 ก่อนคริสต์ศักราช ที่เลจจา ในไนจีเรีย ระหว่างปี 2136 ก่อนคริสต์ศักราช – 1921 ก่อนคริสต์ศักราช ที่โอบูอิ ในสาธารณรัฐแอฟริกาตอนกลาง ระหว่างปี 1895 ก่อนคริสต์ศักราช – 1370 ก่อนคริสต์ศักราช ที่ทชีเร โอมา 147 ในไนเจอร์ และระหว่างปี 1297 ก่อนคริสต์ศักราช – 1051 ก่อนคริสต์ศักราช ที่เดกปัสซันวาเร ในโตโก^{[ 79 ]}

แม้ว่าจะมีความไม่แน่นอนอยู่บ้าง แต่นักโบราณคดีบางคนเชื่อว่าโลหะวิทยาเหล็กได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างอิสระในแอฟริกาตอนใต้ทะเลทรายซาฮารา (อาจจะเป็นในแอฟริกาตะวันตก) ^{[ 80 ] [ 81 ]}

ชาวเมืองเทอร์มิต ทางตะวันออกของประเทศไนเจอร์ถลุงเหล็กเมื่อราว 1500 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 82 ]}

ในภูมิภาคเทือกเขา Aïrในประเทศไนเจอร์ยังมีหลักฐานการถลุงทองแดงแบบอิสระในช่วงระหว่าง 2500 ถึง 1500 ปีก่อนคริสตกาล กระบวนการนี้ยังไม่พัฒนาเต็มที่ ซึ่งบ่งชี้ว่าการถลุงทองแดงไม่ได้มาจากต่างแดน กระบวนการนี้พัฒนาจนถึงขั้นสมบูรณ์เมื่อประมาณ 1500 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 83 ]}

แหล่งโบราณคดีที่มีเตาหลอมเหล็กและกากแร่ยังถูกขุดค้นขึ้นที่แหล่งโบราณคดีใน ภูมิภาค Nsukkaทางตะวันออกเฉียงใต้ของไนจีเรียซึ่งปัจจุบันคือ ดิน แดน Igbolandโดยมีอายุย้อนไปถึง 2000 ปีก่อนคริสตกาลที่แหล่งโบราณคดีLejja (Eze-Uzomaka 2009) ^{[ 84 ] [ 81 ]}และถึง 750 ปีก่อนคริสตกาลที่แหล่งโบราณคดีOpi (Holl 2009) ^{[ 81 ]}แหล่งโบราณคดี Gbabiri (ในสาธารณรัฐแอฟริกากลาง) ได้ให้หลักฐานเกี่ยวกับโลหะวิทยาเหล็กจากเตาหลอมลดออกซิเจนและโรงตีเหล็ก โดยมีอายุเก่าแก่ที่สุดคือ 896–773 ปีก่อนคริสตกาลและ 907–796 ปีก่อนคริสตกาลตามลำดับ^{[ 85 ]}ในทำนองเดียวกัน การหลอมในเตาหลอมแบบบลูเมอรีปรากฏในวัฒนธรรม Nokของไนจีเรียตอนกลางประมาณ 550 ปีก่อนคริสตกาล และอาจจะก่อนหน้านั้นไม่กี่ศตวรรษ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 86 ] [ 80 ] [ 85 ]}

นอกจากนี้ยังมีหลักฐานว่าเหล็กกล้าคาร์บอนถูกผลิตขึ้นในแทนซาเนีย ตะวันตก โดยบรรพบุรุษของชาวฮายาเมื่อประมาณ 2,300 ถึง 2,000 ปีที่แล้ว (ประมาณ 300 ปีก่อนคริสตกาลหรือหลังจากนั้นไม่นาน) โดยกระบวนการ "การให้ความร้อนล่วงหน้า" ที่ซับซ้อนซึ่งทำให้อุณหภูมิภายในเตาหลอมสูงถึง 1300 ถึง 1400 °C ^{[ 87 ] [ 88 ] [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ]}

การผลิตเหล็กและทองแดงแพร่กระจายไปทางใต้ทั่วทวีป จนถึงแหลมเคปราว ค.ศ. 200 ^{[ 6 ] [ 7 ]}การใช้เหล็กอย่างแพร่หลายได้ปฏิวัติ ชุมชนเกษตรกรรมที่พูดภาษา บันตูซึ่งรับเอาเหล็กมาใช้ ขับไล่และดูดซับสังคมนักล่าและเก็บเกี่ยวที่ใช้เครื่องมือหินที่พวกเขาพบเจอขณะที่พวกเขาขยายพื้นที่ทำการเกษตรในทุ่งหญ้าสะวันนา ที่กว้างขึ้น ชาวบันตูที่พูดภาษาบันตูซึ่งมีเทคโนโลยีที่เหนือกว่าได้แพร่กระจายไปทั่วแอฟริกาตอนใต้และกลายเป็นคนร่ำรวยและมีอำนาจ ผลิตเหล็กสำหรับทำเครื่องมือและอาวุธในปริมาณมากในระดับอุตสาหกรรม^{[ 6 ] [ 7 ]}

บันทึกที่เก่าแก่ที่สุดของเตาหลอมแบบบลูเมอรีในแอฟริกาตะวันออกคือการค้นพบเหล็กและคาร์บอนที่หลอมแล้วในนูเบียซึ่งมีอายุย้อนไปถึงระหว่างศตวรรษที่ 7 ถึง 6 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 93 ] [ 94 ] [ 95 ]}โดยเฉพาะในเมโรเอซึ่งเป็นที่ทราบกันว่ามีเตาหลอมบลูเมอรีโบราณที่ผลิตเครื่องมือโลหะสำหรับชาวนูเบียและชาวคุช และผลิตส่วนเกินสำหรับเศรษฐกิจของพวกเขา

เทคโนโลยีเหล็กได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมด้วยสิ่งประดิษฐ์หลายอย่างในอิสลามยุคกลางในช่วงยุคทองของอิสลามภายในศตวรรษที่ 11 ทุกจังหวัดทั่วโลกมุสลิมมีโรงงานอุตสาหกรรมที่ดำเนินการอยู่ ตั้งแต่สเปนและแอฟริกาเหนือ ของอิสลาม ทางตะวันตก ไปจนถึงตะวันออกกลางและเอเชียกลางทางตะวันออก^{[ 96 ]}นอกจากนี้ยังมีการอ้างอิงถึงเหล็กหล่อ ในศตวรรษที่ 10 รวมถึงหลักฐานทางโบราณคดีของเตาหลอมเหล็กที่ใช้ใน จักรวรรดิ อัยยูบิดและมัมลุกตั้งแต่ศตวรรษที่ 11 ซึ่งชี้ให้เห็นถึงการแพร่กระจายของเทคโนโลยีโลหะของจีนไปยังโลกอิสลาม^{[ 97 ]}

หนึ่งในเหล็กกล้าที่มีชื่อเสียงที่สุดที่ผลิตในตะวันออกใกล้ในยุคกลางคือเหล็กกล้าดามัสกัสที่ใช้ในการทำดาบและส่วนใหญ่ผลิตในดามัสกัสประเทศซีเรียในช่วงระหว่างปี 900 ถึง 1750 เหล็กกล้าชนิดนี้ผลิตโดยใช้ วิธีการ ผลิตเหล็กแบบเบ้าหลอมโดยอิงจากเหล็กกล้าวูตซ์ ของอินเดียในยุคก่อนหน้า กระบวนการนี้ถูกนำมาใช้ในตะวันออกกลางโดยใช้เหล็กกล้าที่ผลิตในท้องถิ่น กระบวนการที่แน่นอนยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่ทำให้คาร์ไบด์ตกตะกอนออกมาเป็นอนุภาคขนาดเล็กเรียงตัวเป็นแผ่นหรือแถบภายในตัวใบมีด คาร์ไบด์มีความแข็งกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำโดยรอบมาก ดังนั้นช่างตีดาบจึงสามารถสร้างคมดาบที่ตัดวัสดุแข็งได้ด้วยคาร์ไบด์ที่ตกตะกอน ในขณะที่แถบเหล็กที่อ่อนกว่าทำให้ดาบโดยรวมยังคงมีความเหนียวและยืดหยุ่น ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคนิคเดรสเดนที่ใช้รังสีเอกซ์และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในการตรวจสอบเหล็กกล้าดามัสกัสได้ค้นพบการมีอยู่ของนาโนไวร์ซีเมนต์ไทต์^{[ 98 ]}และนาโนทิวบ์คาร์บอน^{[ 99 ]}ปีเตอร์ เพาเฟลอร์ สมาชิกของทีมเดรสเดน กล่าวว่าโครงสร้างนาโนเหล่านี้ทำให้เหล็กดามัสกัสมีคุณสมบัติที่โดดเด่น^{[ 100 ]}และเป็นผลมาจากกระบวนการตีขึ้นรูป^{[ 100 ] [ 32 ]}

เทคโนโลยีการผลิตเหล็กในยุโรปไม่มีการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานมาเป็นเวลาหลายศตวรรษ ช่างโลหะชาวยุโรปยังคงผลิตเหล็กในเตาถลุงเหล็กแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม ยุค กลางนำมาซึ่งการพัฒนาสองประการ คือ การใช้พลังงานน้ำในกระบวนการผลิตเหล็กในหลายแห่ง (ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น) และการผลิตเหล็กหล่อครั้งแรกในยุโรป

ในช่วงยุคกลาง พลังงานน้ำถูกนำมาใช้กับกระบวนการถลุงเหล็ก เป็นไปได้ว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นที่ อาราม ซิสเตอร์เชียนแห่งแคลร์โวซ์ตั้งแต่ปี 1135 แต่แน่นอนว่ามีการใช้งานในฝรั่งเศสและสวีเดน ในช่วงต้นศตวรรษที่ 13 ^{[ 101 ]}ในอังกฤษหลักฐานเอกสารที่ชัดเจนที่สุดเกี่ยวกับเรื่องนี้คือบัญชีของโรงตีเหล็กของบิชอปแห่งเดอรัมใกล้กับเบดเบิร์นในปี 1408 ^{[ 102 ]}แต่นั่นไม่ใช่โรงงานเหล็กแห่งแรกอย่างแน่นอน ใน เขต เฟอร์เนสของอังกฤษ มีการใช้เตาถลุงเหล็กที่ใช้พลังงานจนถึงต้นศตวรรษที่ 18 และใกล้กับการ์สแตงจนถึงประมาณปี 1770

เตาหลอมแบบคาตาลันเป็นเตาหลอมเหล็กชนิดหนึ่งที่ใช้พลังงาน เตาหลอมเหล็กที่ใช้ลมร้อนถูกนำไปใช้ในตอนเหนือของรัฐนิวยอร์กในช่วงกลางศตวรรษที่ 19

วิธีการผลิตเหล็กที่นิยมในยุโรปจนกระทั่งมีการพัฒนากระบวนการพุดดิ้งในปี 1783–84 การพัฒนาเหล็กหล่อในยุโรปล่าช้าเนื่องจากเหล็กดัดเป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ และขั้นตอนกลางในการผลิตเหล็กหล่อเกี่ยวข้องกับเตาหลอมเหล็กที่มีราคาแพงและการกลั่นเหล็กดิบเพิ่มเติมให้เป็นเหล็กหล่อ ซึ่งต้องใช้แรงงานและเงินทุนจำนวนมากในการแปลงเป็นเหล็กดัด^{[ 11 ]}

ตลอดช่วงยุคกลางส่วนใหญ่ ในยุโรปตะวันตก ยังคงมีการผลิตเหล็กโดยการแปรรูปแท่งเหล็กให้เป็นเหล็กดัด การหล่อเหล็กที่เก่าแก่ที่สุดในยุโรปเกิดขึ้นในสวีเดน ในสองแห่งคือลัปฟิตตันและวินาร์ฮิตตัน ระหว่างปี 1150 ถึง 1350 นักวิชาการบางคนคาดการณ์ว่าการผลิตเหล็กอาจตามชาวมองโกลข้ามรัสเซียมายังสถานที่เหล่านี้ แต่ไม่มีหลักฐานที่ชัดเจนสำหรับสมมติฐานนี้ และแน่นอนว่ามันไม่สามารถอธิบายการกำหนดอายุของศูนย์การผลิตเหล็กหลายแห่งก่อนยุคมองโกลได้ ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม ในช่วงปลายศตวรรษที่ 14 ตลาดสำหรับสินค้าเหล็กหล่อเริ่มก่อตัวขึ้น เนื่องจากความต้องการลูกปืนใหญ่เหล็กหล่อเพิ่มขึ้น

อีกวิธีหนึ่งในการลดปริมาณคาร์บอนในเหล็กดิบคือการตีเหล็กแบบละเอียดซึ่งดูเหมือนว่าจะคิดค้นขึ้นในบริเวณรอบเมืองนามูร์ในศตวรรษที่ 15 เมื่อสิ้นสุดศตวรรษนั้นกระบวนการแบบวาลลูน นี้ ได้แพร่กระจายไปยังปาย เดอ เบรย์ทางชายแดนตะวันออกของนอร์มังดีและจากนั้นไปยังอังกฤษ ซึ่งกลายเป็นวิธีการหลักในการผลิตเหล็กดัดภายในปี 1600 หลุยส์ เดอ เกียร์ ได้นำวิธีการนี้เข้าสู่สวีเดน ในช่วงต้นศตวรรษที่ 17 และใช้ในการผลิตเหล็กดิบซึ่งเป็นที่นิยมในหมู่ผู้ผลิตเหล็กกล้าของอังกฤษ

อีกรูปแบบหนึ่งคือโรงตีเหล็กแบบเยอรมันซึ่งต่อมากลายเป็นวิธีการหลักในการผลิตเหล็กแท่งในสวีเดน

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 17 ช่างเหล็กในยุโรปตะวันตกได้พัฒนาวิธีการซีเมนต์เทชันสำหรับการเพิ่มคาร์บอนให้กับเหล็กดัด แท่งเหล็กดัดและถ่านถูกบรรจุลงในกล่องหิน จากนั้นปิดผนึกด้วยดินเหนียวเพื่อรักษาอุณหภูมิให้ร้อนแดงอย่างต่อเนื่องในสภาวะที่ปราศจากออกซิเจนโดยแช่อยู่ในคาร์บอนบริสุทธิ์ (ถ่าน) นานถึงหนึ่งสัปดาห์ ในระหว่างนี้ คาร์บอนจะแพร่กระจายเข้าไปในชั้นผิวของเหล็ก ทำให้เกิดเหล็กซีเมนต์หรือเหล็กตุ่มพองซึ่งเรียกอีกอย่างว่าเหล็กชุบแข็ง โดยส่วนที่หุ้มด้วยเหล็ก (เช่น ใบมีดพลั่วหรือขวาน) จะแข็งกว่า เช่น หัวค้อนขวานหรือเบ้าด้ามขวานซึ่งอาจหุ้มด้วยดินเหนียวเพื่อป้องกันไม่ให้สัมผัสกับแหล่งคาร์บอน สถานที่แรกสุดที่ใช้กระบวนการนี้ในอังกฤษคือที่Coalbrookdaleตั้งแต่ปี 1619 ซึ่งเซอร์บาซิล บรูคมีเตาซีเมนต์เทชันสองเตา (เพิ่งขุดค้นเมื่อปี 2001–2005 ^{[ 103 ]} ) ในช่วงทศวรรษ 1610 เขาเคยเป็นเจ้าของสิทธิบัตรกระบวนการผลิตนี้ แต่ต้องสละสิทธิบัตรในปี 1619 เขาอาจใช้ เหล็ก จากป่าดีนเป็นวัตถุดิบ แต่ในไม่ช้าก็พบว่าเหล็กจากแหล่งแร่มีความเหมาะสมมากกว่า คุณภาพของเหล็กกล้าสามารถปรับปรุงได้โดยการอัดขึ้นรูปเป็นก้อนทำให้ได้เหล็กกล้าที่เรียกว่าเหล็กกล้าเฉือน

ในช่วงทศวรรษ 1740 เบนจามิน ฮันท์สแมน ค้นพบวิธีการหลอมเหล็กตุ่มพองที่ผลิตโดยกระบวนการซีเมนต์เทชันในเบ้าหลอม เหล็กเบ้าหลอม ที่ได้ ซึ่งมักจะหล่อเป็นแท่งนั้นมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากกว่าเหล็กตุ่มพอง^{[ 11 ] : 145}

การถลุงเหล็กในยุคแรกใช้ถ่านเป็นทั้งแหล่งความร้อนและตัวรีดิวซ์ ในศตวรรษที่ 18 ความพร้อมของไม้สำหรับทำถ่านจำกัดการขยายตัวของการผลิตเหล็ก ทำให้ประเทศอังกฤษต้องพึ่งพาสวีเดน (ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 17) และต่อมาตั้งแต่ประมาณปี 1725 ก็พึ่งพารัสเซียมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับเหล็กส่วนใหญ่ที่อุตสาหกรรมต้องการ การถลุงเหล็กด้วยถ่านหิน (หรือโค้ก ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของถ่านหิน ) เป็นเป้าหมายที่แสวงหามานาน การผลิตเหล็กดิบด้วยโค้กน่าจะประสบความสำเร็จโดยDud Dudleyประมาณปี 1619 ^{[ 104 ]}และด้วยเชื้อเพลิงผสมที่ทำจากถ่านหินและไม้ในช่วงทศวรรษ 1670 อย่างไรก็ตาม นี่อาจเป็นเพียงความสำเร็จทางเทคโนโลยีมากกว่าความสำเร็จทางการค้าShadrach Foxอาจถลุงเหล็กด้วยโค้กที่ Coalbrookdale ในShropshireในช่วงทศวรรษ 1690 แต่เพื่อทำลูกปืนใหญ่และผลิตภัณฑ์เหล็กหล่ออื่นๆ เช่น กระสุนเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในช่วงเวลาแห่งสันติภาพหลังสงครามเก้าปีความต้องการผลิตภัณฑ์เหล่านี้ก็ไม่มีมากขึ้น^{[ 105 ] [ 106 ]}

ในปี ค.ศ. 1707 อับราฮัม ดาร์บีที่ 1 ได้จดสิทธิบัตรวิธีการผลิตหม้อเหล็กหล่อ หม้อของเขามีความบางกว่าและจึงมีราคาถูกกว่าของคู่แข่ง เนื่องจากต้องการวัตถุดิบเหล็กดิบจำนวนมาก เขาจึงเช่าเตาหลอมเหล็กที่โคลบรูคเดลในปี ค.ศ. 1709 ที่นั่น เขาผลิตเหล็กโดยใช้ถ่านโค้ก จึงก่อตั้งธุรกิจที่ประสบความสำเร็จแห่งแรกในยุโรปที่ทำเช่นนั้น ผลิตภัณฑ์ของเขาทั้งหมดเป็นเหล็กหล่อ แม้ว่าผู้สืบทอดตำแหน่งต่อจากเขาจะพยายาม (แต่ไม่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์มากนัก) ที่จะแปรรูปเหล็กหล่อให้เป็นเหล็กแท่ง^{[ 107 ]}

ดังนั้น การผลิต เหล็กแท่งจึงยังคงใช้เหล็กดิบถ่านเป็นเชื้อเพลิงตามปกติจนถึงช่วงกลางทศวรรษ 1750 ในปี 1755 อับราฮัม ดาร์บีที่ 2 (พร้อมหุ้นส่วน) ได้เปิดเตาหลอมใหม่ที่ใช้ถ่านโค้กที่ฮอร์สเฮย์ในชรอปเชียร์ และตามมาด้วยเตาหลอมอื่นๆ อีกหลายแห่ง เตาหลอมเหล่านี้จัดหาเหล็กดิบถ่านโค้กให้กับโรงตีเหล็กแบบดั้งเดิมเพื่อผลิตเหล็กแท่งสาเหตุของความล่าช้ายังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่^{[ 108 ]}

หลังจากนั้นจึงเริ่มมีการคิดค้นวิธีการแปลงเหล็กดิบเป็นเหล็กแท่งที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ กระบวนการที่เรียกว่าการหล่อและการปั๊มขึ้นรูปถูกคิดค้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 1760 และได้รับการปรับปรุงในช่วงทศวรรษ 1770 และดูเหมือนว่าจะได้รับการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเวสต์มิดแลนด์ตั้งแต่ประมาณปี 1785 อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ถูกแทนที่ด้วย กระบวนการพุดดิ้งของ เฮนรี คอร์ทซึ่งจดสิทธิบัตรในปี 1784 แต่คาดว่าจะใช้งานได้กับเหล็กดิบสีเทาในประมาณปี 1790 กระบวนการเหล่านี้ทำให้เกิดการขยายตัวอย่างมากในการผลิตเหล็ก ซึ่งถือเป็นการปฏิวัติอุตสาหกรรมสำหรับอุตสาหกรรมเหล็ก^{[ 109 ]}

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ฮอลล์ค้นพบว่าการเติมเหล็กออกไซด์ลงในวัตถุดิบของเตาหลอมทำให้เกิดปฏิกิริยารุนแรง ซึ่งทำให้เหล็กดิบถูกกำจัดคาร์บอนออก ไป กระบวนการนี้จึงเป็นที่รู้จักในชื่อ "การหลอมเหล็กแบบเปียก" นอกจากนี้ยังพบว่าสามารถผลิตเหล็กกล้าได้โดยการหยุดกระบวนการหลอมเหล็กก่อนที่การกำจัดคาร์บอนจะเสร็จสมบูรณ์

ประสิทธิภาพของเตาหลอมเหล็กได้รับการปรับปรุงโดยการเปลี่ยนมาใช้ลมร้อนซึ่งจดสิทธิบัตรโดยเจมส์ บิวโมนต์ นีลสันในสกอตแลนด์ในปี ค.ศ. 1828 ^{[ 104 ]} ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตลงได้อีก ภายในไม่กี่ทศวรรษ การปฏิบัติก็คือการมี 'เตา' ขนาดใหญ่เท่ากับเตาหลอมเหล็กที่อยู่ติดกัน ซึ่งก๊าซเสีย (ที่มี CO) จากเตาหลอมเหล็กจะถูกส่งเข้าไปเผาไหม้ ความร้อนที่เกิดขึ้นจะถูกนำไปใช้ในการอุ่นอากาศที่เป่าเข้าไปในเตาหลอมเหล็ก^{[ 110 ]}

นอกเหนือจากการผลิตเหล็กหลอมเหลว บางส่วนแล้ว เหล็กกล้าของอังกฤษยังคงผลิตโดยกระบวนการซีเมนต์เทชั่น ซึ่งบางครั้งตามด้วยการหลอมซ้ำเพื่อผลิตเหล็กหลอมเหลวแบบเบ้าหลอม กระบวนการเหล่านี้เป็นกระบวนการแบบเป็นชุด โดยใช้วัตถุดิบเป็นเหล็กแท่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กจากแหล่งแร่ของสวีเดน

ปัญหาการผลิตเหล็กราคาถูกจำนวนมากได้รับการแก้ไขในปี 1855 โดยเฮนรี เบสเซเมอร์ ด้วยการนำเครื่องแปลงเบสเซเมอร์มาใช้ในโรงงานเหล็กของเขาใน เมือง เชฟฟิลด์ ประเทศอังกฤษ (เครื่องแปลงรุ่นแรกๆ ยังสามารถชมได้ที่ พิพิธภัณฑ์เกาะเคลแฮมในเมืองนั้น) ในกระบวนการเบสเซเมอร์ เหล็กดิบหลอมเหลวจากเตาหลอมจะถูกป้อนเข้าไปในเบ้าหลอมขนาดใหญ่ จากนั้นอากาศจะถูกเป่าผ่านเหล็กหลอมเหลวจากด้านล่าง เพื่อจุดไฟคาร์บอนที่ละลายอยู่ในถ่านโค้ก เมื่อคาร์บอนเผาไหม้ จุดหลอมเหลวของส่วนผสมจะเพิ่มขึ้น แต่ความร้อนจากการเผาไหม้ของคาร์บอนจะให้พลังงานเพิ่มเติมที่จำเป็นในการรักษาส่วนผสมให้อยู่ในสถานะหลอมเหลว หลังจากปริมาณคาร์บอนในเหล็กหลอมเหลวลดลงถึงระดับที่ต้องการแล้ว ก็จะหยุดการเป่าลม เครื่องแปลงเบสเซเมอร์ทั่วไปสามารถเปลี่ยนเหล็กดิบ 25 ตันให้เป็นเหล็กกล้าได้ภายในครึ่งชั่วโมง

ในช่วงทศวรรษ 1860 การพัฒนาเตาหลอมแบบหมุนเวียนและวัสดุบุผนังทนไฟอุณหภูมิสูงทำให้สามารถหลอมเหล็กในเตาเปิดได้แม้ว่ากระบวนการจะช้าและใช้พลังงานสูง แต่ก็ช่วยให้ควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของผลิตภัณฑ์ได้ดีขึ้นและนำเศษเหล็กกลับมาใช้ใหม่ได้

วัสดุบุผนังทนไฟที่เป็นกรดของเตาหลอมเบสเซเมอร์และเตาหลอมแบบเปิดในยุคแรกๆ ไม่สามารถกำจัดฟอสฟอรัสออกจากเหล็กด้วยปูนขาวได้ ซึ่งส่งผลให้เตาหลอมแบบพุดดิ้งมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น เพื่อใช้ประโยชน์จากแร่เหล็กฟอสฟอรัสที่มีอยู่มากมายในทวีปยุโรป อย่างไรก็ตาม ในทศวรรษ 1870 กระบวนการของกิลคริสต์-โทมัสได้รับการพัฒนาขึ้น และต่อมาได้มีการนำวัสดุบุผนังพื้นฐานมาใช้กับเตาหลอมแบบเปิดด้วยเช่นกัน

ในที่สุดกระบวนการผลิตเหล็กด้วยออกซิเจนขั้นพื้นฐานก็ถูกนำมาใช้ที่โรงงาน Voest-Alpine ในปี 1952 ซึ่งเป็นการดัดแปลงจากกระบวนการ Bessemer ขั้นพื้นฐาน โดยจะพ่นออกซิเจนจากด้านบนของเหล็ก (แทนที่จะเป่าอากาศจากด้านล่าง) เพื่อลดปริมาณการดูดซับไนโตรเจนเข้าไปในเหล็ก กระบวนการผลิตเหล็กด้วยออกซิเจนขั้นพื้นฐานนี้ถูกใช้ในโรงงานเหล็กสมัยใหม่ทั้งหมด เครื่องแปลง Bessemer เครื่องสุดท้ายในสหรัฐอเมริกาถูกปลดระวางในปี 1968 นอกจากนี้ ในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา ธุรกิจโรงงานเหล็กขนาดเล็ก (mini-mill) ได้เติบโตขึ้นอย่างมาก โดยโรงงานเหล่านี้จะหลอมเหล็กเศษด้วยเตาหลอมไฟฟ้าโรงงานเหล่านี้เริ่มแรกผลิตเฉพาะเหล็กเส้น แต่ต่อมาได้ขยายไปสู่ผลิตภัณฑ์แผ่นและผลิตภัณฑ์หนัก ซึ่งครั้งหนึ่งเคยเป็นของโรงงานเหล็กครบวงจรเท่านั้น

ก่อนการพัฒนาในศตวรรษที่ 19 เหล็กเป็นสินค้าที่มีราคาแพงและใช้ได้เฉพาะในงานที่ต้องการโลหะที่แข็งหรือยืดหยุ่นเป็นพิเศษ เช่น ในส่วนคมของเครื่องมือและสปริง การมีเหล็กราคาถูกอย่างแพร่หลายเป็นแรงขับเคลื่อนสำคัญของการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สองและสังคมสมัยใหม่ที่เราเห็นในปัจจุบัน เหล็กอ่อนเข้ามาแทนที่เหล็กดัดในเกือบทุกด้าน และเหล็กดัดก็ไม่ได้ผลิตในเชิงพาณิชย์อีกต่อไปแล้ว ยกเว้นบางกรณี เหล็กผสมเริ่มผลิตขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เท่านั้น เหล็กกล้าไร้สนิมได้รับการพัฒนาขึ้นก่อนสงครามโลกครั้งที่ 1และไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายจนกระทั่งทศวรรษที่ 1920

อุตสาหกรรมเหล็กมักถูกพิจารณาว่าเป็นตัวชี้วัดความก้าวหน้าทางเศรษฐกิจ เนื่องจากเหล็กมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานและเศรษฐกิจโดย รวม ^{[ 111 ]}ในปี 1980 มีคนงานเหล็กในสหรัฐอเมริกามากกว่า 500,000 คน แต่ในปี 2000 จำนวนคนงานเหล็กได้ลดลงเหลือ 224,000 คน^{[ 112 ]}

ความเจริญรุ่งเรืองทางเศรษฐกิจในจีนและอินเดียทำให้ความต้องการเหล็กเพิ่มขึ้นอย่างมหาศาล ระหว่างปี 2000 ถึง 2005 ความต้องการเหล็กทั่วโลกเพิ่มขึ้น 6% นับตั้งแต่ปี 2000 บริษัทเหล็กของอินเดีย^{[ 113 ]}และจีนหลายแห่งได้ก้าวขึ้นมามีบทบาทสำคัญ เช่นTata Steel (ซึ่งซื้อCorus Groupในปี 2007), Baosteel GroupและShagang Groupอย่างไรก็ตาม ณ ปี 2017 ArcelorMittal เป็น ผู้ผลิตเหล็กรายใหญ่ที่สุดของโลก^{[ 114 ]}ในปี 2005 สำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งอังกฤษระบุว่าจีนเป็นผู้ผลิตเหล็กอันดับหนึ่งโดยมีส่วนแบ่งประมาณหนึ่งในสามของโลก ตามมาด้วยญี่ปุ่น รัสเซีย และสหรัฐอเมริกาตามลำดับ^{[ 115 ]}

กำลังการผลิตเหล็กจำนวนมากส่งผลให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตหลัก ในปี 2019 มีการประมาณการว่า 7 ถึง 9% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลกเกิดจากอุตสาหกรรมเหล็ก^{[ 116 ]}คาดว่าการลดการปล่อยก๊าซเหล่านี้จะมาจากการเปลี่ยนกระบวนการผลิตหลักไปใช้โค้ก การรีไซเคิลเหล็กมากขึ้น และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการดักจับและกักเก็บคาร์บอน หรือการดักจับและใช้ประโยชน์คาร์บอน^{[ 117 ]}

ในปี 2551 เหล็กเริ่มมีการซื้อขายเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ในตลาดโลหะลอนดอนในช่วงปลายปี 2551 อุตสาหกรรมเหล็กประสบกับภาวะตกต่ำอย่างรุนแรงซึ่งนำไปสู่การลดจำนวนพนักงานจำนวนมาก^{[ 118 ]}

• บินตี (Bintie)คือเหล็กบริสุทธิ์ชนิดหนึ่ง
• ประวัติศาสตร์การผลิตเหล็กกล้า
• ยุคเหล็ก
• รายชื่อโลหะผสม
• วัฒนธรรมน็อค
• โลหะวิทยาการสกัดที่ไม่ใช่เหล็ก
• โลหะวิทยาโรมัน

• โนวล์ส, แอนน์ เคลลี (2013). การควบคุมอุตสาหกรรมเหล็ก: การต่อสู้เพื่อพัฒนาอุตสาหกรรมอเมริกันให้ทันสมัย ​​ค.ศ. 1800–1868 (สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก) 334 หน้า
• แลม เวงเชียง (2014). ทุกสิ่งเก่ากลับมาใหม่? การทบทวนการเปลี่ยนผ่านสู่การผลิตเหล็กหล่อในที่ราบภาคกลางของจีนมหาวิทยาลัยจีนแห่งฮ่องกง
• ไพลเนอร์, อาร์. (2000) เหล็กในโบราณคดี. The European Bloomery Smelters , Praha, Archeologický Ústav Av Cr.
• Pounds, Norman JG (1957). "ภูมิศาสตร์ประวัติศาสตร์ของอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าของฝรั่งเศส". Annals of the Association of American Geographers 47#1, หน้า 3–14 . JSTOR  2561556
• วากเนอร์, โดนัลด์ (1996). เหล็กและเหล็กกล้าในจีนโบราณ . ไลเดน: อีเจ บริลล์.
• วูดส์, ไมเคิล และ แมรี บี. วูดส์ (2000). การก่อสร้างโบราณ (เทคโนโลยีโบราณ)สำนักพิมพ์รูนสโตน

• "เหล็กและเหล็กกล้า โลหะวิทยาของ" สารานุกรมสากลฉบับใหม่ปี 1905