钢是世界上最常见的金属合金。在最简单的形式中,它由铁和不同数量的碳组成。由于铁和碳自古以来就广为人知,因此早在基督诞生之前就已经以一种或另一种形式生产了这种合金。一些最早的钢铁是在公元前 1400 年左右在非洲东部地区制造的
铁是钢的主要成分,其次是碳,含量在 0.2% 到 2.14% 之间,具体取决于钢种。碳是合金铁的最具成本效益的方式,但其他金属可用于增强元素并赋予金属某些特性。被称为铸铁的金属实际上是含碳量非常高的钢,这使其具有较低的熔点和更好的可铸性。钢以其强度而闻名,合金元素恰恰赋予了它强度。

当铁处于固态金属状态时,原子形成晶格结构。虽然这种结构相当坚固,但其中可能存在缺陷,从而在金属中产生微小的薄弱点。合金元素的原子可以填充晶格中的这些微观薄弱点,使合金具有众所周知的柔韧性和抗拉强度。

现代钢铁工业通过使用所谓的碱性氧气炉生产金属。在这些熔炉中,铁水中吹入纯氧,降低了杂质含量。出于同样的目的,还添加了称为助焊剂的清洁剂。这个过程的主要优势,除了高质量的产品,是它的速度。

以前的工艺包括贝塞麦工艺,其中空气被迫通过铁水氧化杂质。一氧化碳是该过程的一种副产品,其他杂质形成炉渣。贝塞麦工艺的发明尤其值得注意,因为它使钢铁成为一种可以大量生产的廉价商品。这种合金在中世纪和以前曾用各种方法生产,但都不是特别有效,也不能大规模使用。
随着炼钢技术的改进,可以使用的合金种类越来越多。使用几种不同的金属,例如钨和铬,可以制造出适合非常特定应用的金属。通过添加不同的元素可以赋予钢材一系列的特性,例如,武士刀和汽车这两种不同的东西都是由铁和其他金属合金制成的。