人類進入鋼的時代
——現代冶煉技術的發明與發展19世紀中葉以後，歐洲鋼的生產開始了大發展，1856年是大發展的起點，這壹年貝塞麥發明了轉爐吹煉法，大大縮短了煉鋼時間，不久西門子又發明了平爐煉法(1867年)，不僅能生產優質鋼，而且可大利用大量廢鋼。這兩種方法為現代化煉鋼打下了基礎，使人類進入鋼的時代。
磷的問題是20多年後才由英國人托馬斯解決。他從化學反應的角度來研究磷的行為，認為生鐵中的磷被空氣氧化後生成五氧化二磷，又被吹煉爐的矽質爐襯還原成磷，重新進入鋼中，因此他認為，如果采用另壹種爐，使它能夠和五氧化二磷結合，就能解決這壹問題。他和P·吉爾克裏斯特合作，於1877年在壹座小爐上進行了壹系列試驗，證明用堿性襯爐可以脫磷，以後又在1.5噸的爐子裏進行擴大試驗，采用白雲石作為爐襯，並以焦油作粘結劑，於1879年獲得成功，創造丁堿性轉爐煉鋼法，又稱貝塞麥—托馬斯法，從此該法在歐洲推廣應用，取得顯著成效。
平爐煉鋼的發明者是德國人西門子，他和其弟壹起研究蓄熱式熱交換器以及用煤氣作燃料，成功地用於玻璃熔化爐，可節省燃料50％，以後應用於熔化坩堝鋼，接著研究成功了用生鐵和鐵礦石壹起煉鋼的方法，即平爐煉鋼法，於1867年取得專利。平爐煉鋼的冶煉系在中間的反射爐內進行，爐子的下面有兩個蓄熱式熱交換器，分列左右，輪換使用，用以預熱空氣。這種爐子的特點是熱效率較高，並可達到很高的爐溫。同壹時候，法國馬丁取得西門子關於蓄熱室爐子的專利後，試驗成功了用生鐵和熟鐵壹起熔煉成鋼的方法，接著又用廢鋼代替熟鐵和生鐵壹起煉鋼，這就是現在通用的平爐煉鋼法，又稱西門子—馬丁法。平爐的爐襯也有酸性和堿性兩種。
平爐的冶煉時間比轉爐長得多，對於100噸的爐子，原料如為生鐵：廢鋼＝50：50，則冶煉周期約為8～12小時。
和轉爐煉鋼比較，平爐具有以下優點：
平爐去除鋼中雜質是個緩慢過程，因此鋼的成分容易控制。
可以加入任何比例的廢鋼(當時轉爐限於5％)。
堿性平爐可以不受生鐵中含磷量的限制(堿性轉爐要求生鐵中含有足夠高的磷，壹般須為1．7～2％，否則氧化發熱量不夠，難以維持爐溫；而酸性轉爐則要求生鐵中含量足夠低，才能保證鋼的良好性能)。
鋼中含氮量少(轉爐系空氣直接吹入熔體，鋼中吸收了壹部分氮，易使鋼變脆)。
由於具有上述優點，因此平爐發展很快，到1894年時產量已超過了轉爐，達到157．5萬噸，轉爐鋼則為153．53萬噸。
電爐煉鋼系用電作為熱源進行煉鋼，有兩種形式，壹是電弧爐，壹是感應爐。
電弧爐——西門子於1878年首先應用電弧爐熔化廢鋼，但由於當時電費太貴，且電力供應不足，限制了該法的發展。1900年法國埃洛特建立了第壹座工業用的電弧煉鋼爐，先將生鐵在堿性轉爐內吹煉，去掉矽、錳及大部分碳，然後將熔體裝入堿性電弧爐內進壹步除磷及碳，直到達到要求的含量，這樣可使每爐鋼的成分基本壹樣。
感應爐——意大利費蘭蒂於1877年最先采用高頻爐熔化金屬，但工業應用則始於1899年客林在瑞典建立的爐子。英國的煉鋼中心設菲爾德於1907年建立了壹座實驗爐，可生產2噸重的鋼鑄件，由於1925年發明了電動發電機組，能獲得比較合適的頻率(500～3000周／秒)，從而加速了感應爐的發展，使它逐漸取代了坩堝爐，用來生產高質量的工具鋼。感應爐僅系熔化而不發生冶煉作用，因此可按照需要成分預先配好爐原料。感應加熱時產生渦流，對熔體有攪動作用，使鋼的成分均勻壹致。
用電爐可以冶煉各種性能的合金鋼。
合金鋼的創始人當推法拉第，他為了尋找適合於電磁方面用的材料，從1819年開始曾將各種不同的元素加入鐵中，包括鉻。可惜他的工作沒有進壹步做下去，不然“合金鋼時代”將會提前50年到來。
1871年英國試制了鉻鋼，1877年法國制成含鉻生鐵及鉻鋼，並用於工業，高爐煉鐵鉻合金也隨即開始。
R·馬希特在1871年發現錳鎢鋼在空氣中冷卻後有很大的硬度，於是用作工具鋼。這壹合金的出現使機械工業發生了革命，使用壽命為以前高碳鋼的5—6倍，並使機床的速度提高了1倍。
接著R·哈德菲爾德在合金鋼領域裏又邁出了重要的壹步，他於1883年發明了錳鋼。以前曾有人研究過錳的作用，發現加入錳後雖然能使鋼變硬，但卻變脆。而R·哈德菲爾德進壹步發現：如果加入大量的錳(10％或更多)，鋼不僅具有足夠的硬度，而且具有很好的抗拉強度和延展性。將錳鋼加熱至1050℃並在水中淬火，還可以提高它的韌性(而碳鋼經過這樣的處理卻變脆)。錳鋼還有另壹個優良性能：當撞擊時，表面層變硬而內部仍保持韌性，因此十分適用於制造鐵路叉道、掘土機、挖泥船等。錳鋼的發現又使機械工業增加了壹種寶貴的材料。
哈德菲爾德還發明了矽鋼，開始時用作工具鋼，後來發現當含矽至5％時具有高導磁率、高電阻、低磁滯的特性，特別適用於制造電動機和發電機的轉子、變壓器芯及其它電器用具。從1907年以來矽鋼已成了電力工業中不可缺少的壹種基本材料。
1889年英國J·賴利發明的鎳鋼在工程界起了極為重要的作用。他發現當加鎳至4.7％時，可使鋼的強度增加2倍。這壹優良性能很快確立了鎳鋼的地位。
本世紀初由美國F·W·泰勒和M·懷特發明了高速鋼很快被歐洲所采用，典型成分是：鎢18％，鉻4％，釩1％，碳0.5％，有時還含鈷。這種鋼在高溫時不軟化。采用這種鋼做刀具，切削速度可自高碳鋼的30英尺／分提高至500英尺／分。
1913年英國H·布裏爾利發明了不銹鋼，成分是鉻13％，碳0．3％。後來德國B·施特勞斯和E·毛雷爾加入鎳進壹步改善了抗腐蝕性能和機械性能，這就是今天廣泛使用的含鉻18％、含鎳8％的18～8不銹鋼。鋼中加入鉻不僅抗蝕，而且防止高溫時氧化掉皮，因此是用於原子能工業、火箭、汽輪機等的理想材料。
自從工業革命以來，金屬材料在工業化大生產中長期處於重要位置。在金屬材料中，鐵和鋼又占居首位。19世紀中葉以前，鐵是主要的金屬材料，從”世紀下半葉起，鋼迅速取代鐵成為工業發展的重要支柱，開創了材料工業的鋼鐵時代。進入20世紀，由於工業、交通、建築、軍事等部門的大量需要，鋼在產量、質量、品種、冶煉技術上都有新發展。
20世紀上半葉，煉鐵技術雖仍以19世紀發明的高爐冶煉為主，煉鋼技術也仍以19世紀發明的平爐冶煉為主，轉爐煉鋼和電爐煉特種鋼為鋪，但在煉爐技術、原料處理和軋制技術上都不斷有改進。
1930年前後，冶金學家開始研究直接使用氧氣的煉鋼法，論證了用高濃度的氧代替空氣助燃，可以提高煉鋼效率。
本世紀40年代，氧氣斜吹轉爐煉鋼法、臥式轉爐雙管吹氧法、純氧頂吹轉爐煉鋼法等相繼出現，其中以純氧頂吹轉爐煉鋼法的優點最為明顯，它與當時通用的平爐相比，投資減少約壹半，效率提高達數倍，成本低、質量高，因而迅速得到了推廣。電弧爐煉鋼法和感應爐煉鋼法在電力比較充足的國家，如美、意等國陸續被用於煉制特種鋼的生產中。40年代出現的連續鑄鋼法是煉鋼技術的壹個重大進步，它可以省掉鋼錠模和初軋機，使生產率成倍提高，投資和成本明顯下降。
煉鋼技術的發展還表明在各種特種鋼和合金鋼的不斷問世上。不同的特種鋼和合金鋼可以適應不同的特殊需要。20世紀初發明了滲碳法，不久又發展了利用滲碳技術滲氮。20年代末至30年代又把鎳、鉻等加到普通的碳鋼中，制成了壹系列堅韌的鎳鋼和鉻鋼。壹種重要的合金鋼——錳鋼的煉制技術也有了新的進步。1882年，英國人S·R·哈德菲爾德第壹個研制出的錳鋼，含錳約為12～13％。20世紀初則研制成含錳達80％的高錳鋼，堅韌性極高，可用於艦艇和武器的裝甲。哈德菲爾德於1900年又研制出有很高磁導率的矽鋼，是制造電機電器的好材料。1912年，英國人H·布裏爾利制出了含壹定比例的鎳、鉻，有良好抗腐蝕性能的不銹鋼。1912年，美國生產了含鎳達71～80％的透磁鋼。1923年，德國研制成功高硬度的氮化鋼。第二次世界大戰中，把鎳鉻合金經氮化處理和熱處理後得到了質硬、耐磨的新合金。40年代出現了能耐800℃高溫的鎳鉻合金。此外，加入不同比例的矽、鉬、鈮、鋁、鈦等元素，各有特種性能的多種合金鋼在這壹時期也相繼誕生。這些合金材料的出現，促進了機器、電氣、化工、交通運輸、軍事工業的發展。
後來出現的金屬材料如鈦等雖然在強度上超過了鋼，但由於其數量極為有限，故還遠遠達不到取代鋼的地位。鋼以其龐大的數量，品種的繁多壹直稱雄金屬材料世界。據專家預測，至少在今後50年內還沒有任何金屬材料取代其霸主地位。