冶铁技术
秦汉时期冶铸生铁的技术在春秋战国时期广泛发展的基础上，又有了新的进步。西汉时期的竖炉已达到较高的水平和较大规模。从南阳铸铁遗址发掘出的炉底和炉壁耐火砖复原情况来看，竖炉高度为3～4米，直径约2米。郑州古荥镇西汉中晚期冶铁遗址发现有椭圆形高炉2座，其中一炉短轴约2.7米，长轴约4米，面积约8.48平郑州古荥镇汉代冶铁遗址一号高炉复原图方米，高度可能达到5～6米，容积约50立方米。我国古代炼铁高炉是从炼铜高炉的基础上发展起来的。西汉初年的炼铜高炉也十分巨大。据南齐时刘悛的实地调查，“南广郡界蒙山下有城名蒙城，可二顷地，有烧炉四所，高一丈、广一丈五尺”，这就是汉文帝时邓通冶铜铸钱的作坊。
竖炉的炉体扩大，与鼓风技术的改进是有密切联系的。山东滕县宏道院出土的东汉画像石中，有一方是描写冶铁劳动过程的，上有鼓风的图像，其中鼓风大皮囊上排列有四根吊杆，右方下部是个风管。河南巩县铁生沟、郑州古荥镇、南阳瓦房庄和鹤壁市的冶铁遗址，均有鼓风风管出土。其中古荥镇和瓦房庄发掘出的弯头朝下的陶胎风管下侧泥层已经烧熔，经实验测定，烧熔温度为1250～1280℃。汉代的高炉有四个风口，每个风口可能使用一排皮囊来鼓风，以提高炉内的温度。当时鼓风设备有用人力的，称为“人排”；有用马力的，称为“马排”。至迟在西汉、东汉之交，又发明了“水排”，利用水力进行鼓风。据记载，东汉初年，南阳太守杜诗就使用水排于鼓铸，结果“用力少，见功多，百姓便之”。中国发明水排的时间，要比欧洲早1200年。
东汉冶铁画像石从铁生沟遗址，我们可以看到汉代耐火材料使用的进展。该遗址的炼炉多作半地穴式，上部用耐火砖垒砌，并在炉器抹以耐火拌草泥，有的炉底还垫有耐火土。耐火砖系由耐火黏土制成，其中掺有石英石和绿色岩石。其种类多样，用在不同的炼炉及炼炉的不同部位，说明人们已经掌握了各种耐火材料的配制和使用的知识。铁生沟遗址中发现有石灰石，此外对熔渣的化验发现含有41.99%的CaO和3.22%的MgO，这是当时冶铁已使用了碱性熔剂的证明。
由于炼铁炉造得高大，结构有了改进，鼓风设备有了进步，炉温得到了提高，到西汉中期我国又进一步能够铸造低硅的灰口生铁。目东汉冶铁鼓风机复原图前经过科学鉴定的最早的灰口铁出自河北满城刘胜墓。在刘胜墓出土的铁器中，对需要强度和韧性的锼是用可锻铸铁；而对需要承载能力、润滑和耐磨性能的车的锏（轴承）则用灰口铸铁。河南南阳瓦房庄汉代冶铁遗址也出土有东汉用来浇铁釜的灰口铁浇口，经化验，是高磷的灰口铁，含磷0.7%。在河南渑池窖藏铁器中，也有一部分是用灰口铸铁制成的，如箭头范、铧范以及卤等。铧范含碳2.31%，接近现代高强度铸铁（含碳2.8%～3%），但含硅量低，只有0.21%。这些灰口铸铁的石墨片的大小和分布，都比较合理。说卧轮式水排图明汉魏至北朝时期，我国先民在制造和控制灰口铸铁的工艺上，已经积累了丰富的经验。现在生产灰口铸铁，其含硅量一般要求在1%～3.5%，因为硅能促使铸铁中碳变成片状石墨而使其断口呈暗灰色。如果含硅量低于1%，在一般生产条件下就很难获得灰口铁。而我国古代有过很多含硅量低于1%的灰口铸铁，看来是采用了一种特殊的技术。深入研究我国古代的这种技术，对于现代炼铁也是很有意义的。
值得注意的是，巩县铁生沟汉代冶铁遗址中出土的一件铁镬，经检验，有形状良好的球状石墨，有明显的石墨核心和放射性结构，与现行球墨铸铁国家标准一类A级石墨相当。类似的有球状或球团状石墨的铸铁生产工具已发现6件，这是我国古代铸铁技术的杰出成就，而现代球墨铸铁是1947年才研制成功的。现在制造球墨铸铁的新工艺，是在试验使用金属镁和稀土金属做球化剂成功以后，才得到推广的。远在汉代，当然不可能使用这种球化剂。因此进一步搞清楚当时制造球墨铸铁的工艺，对于今天改进铸造的生产工艺，具有重要的现实意义。
汉代是我国冶铁技术发展的一个高峰时期。当时已能生产白口生铁、麻口生铁、灰口生铁以及白心、黑心可锻铸铁，甚至还能生产与现代球墨铸铁金相组织极为相似的“中国古代球状石墨铸铁”。除了合金铸铁和1947年研制成功的使用金属镁和稀土金属做球化剂的球墨铸铁以外，当今世界上的生铁产品仍然是这几种。可见，我国汉代的炼铁技术达到了成熟阶段。
河北沧州的五代佛座——铁狮
从出土的历代生铁器物来看，它主要是用来铸造农具，发挥它质硬耐磨的特长。例如河北兴隆出土的大批铁范中不少就是用来铸造农具的，有各种形式的铲、锄、镬、镰等小农具，也有比较大型的农具部件，如犁铧和耧铧。
生铁应用在铸造手工业工具方面也很广泛。例如河南辉县固围村战国魏墓出土的95件铁器中很多都是手工工具。此外，作为车辆零件的也不少，例如陕西西安礼泉出土了汉代的生铁车官（车辆轴与毂之间的金属圈）和齿轮、河南渑池出土了汉魏时期各种大小的成套轴承。生铁虽不宜于制造带刃的兵器和工具，但在宋代以后用于铸造炮身之类的古代重型武器却很广泛。我国从南宋（12世纪初）开始，历代注重铸造大炮，炮岙有的长达数米，重量从数百斤到数千斤。有的炮筒为多层套铸，有的则内层以生铁铸，外层则铸以青铜以防震裂。
生铁在古代还用于制造度量衡中的铁权。山东黄海之滨的文登县便曾出土秦代的铁权。
历来用于建筑方面的生铁也不少。例如西汉中山靖王刘胜墓的墓道外口有两道夹墙，其间浇灌了铁水，形成铁门，严加密封；位于河北赵县胶河上的著名的赵州桥，建造于隋代开皇至大业年间，至今完好，它之所以如此坚固耐久，也是因为石缝间浇铸了铁水；陕西乾县唐代乾陵墓道砌石每块之间也都采用了这种“冶金固隙”，经检验是在石块之间凿成串通的孔道，再注入生铁水。
我国古代又常用生铁铸造大型器物，河北沧州古城的铁狮子是五代后周广顺三年（953）用生铁铸件组装而成的，狮身高3.9米，头高1.5米，共高5.4米，身长6.8米，总重约十余万斤。经历千年，保存下来，充分展示了中国古代生铁的冶铸的高超工艺水平。
炼钢技术
块炼铁（或熟铁）、生铁和钢，都是铁碳合金，它们之间的主要差别在于含碳量的多少。块炼铁（或熟铁）的含碳量低，生铁的含碳量高，而钢的含碳量则介于块炼铁（或熟铁）和生铁之间。因此，古代的炼钢方法主要有两种：如果用块炼铁（或熟铁）做原料，就必须用渗碳技术以增加碳分；如果用生铁做原料，就必须用脱碳技术以减少碳分。
我国古代炼钢技术，大致兴起于春秋晚期。1976年在湖南长沙出土了一口春秋末期的钢剑，通长38.4厘米。用放大镜观察剑身断面，可以看出反复锻打的层次，中部可以看出七至九层的迭打层。离剑锋约8厘米处取样分析，金相组织为含有球状碳化铁的铁素体组织，组织较均匀，铁素体晶粒平均直径为0.003毫米。由碳化物的数量估计，原件系含碳量为0.5%左右的退火中碳钢。
从文献记载来看，春秋末年吴国和越国已能冶炼干将、莫邪之类的钢制宝剑。《吴越春秋》载：“干将者，吴人也，与欧冶子同师，俱能为剑……莫邪，干将之妻也，干将作剑，采五山之铁精，六合之金英……而金铁之精，不消沦流，于是干将不知其由……于是干妻乃断发剪爪，投入炉中，使童女童男三百人鼓橐装炭，金铁乃濡，遂以成剑，阳曰干将，阴曰莫邪，阳作龟文，阴作漫理。”这些记载虽属于传说，但并不是凭空虚构的，所记原料经过精选、熔炼锻制极费工力等项，符合早期制钢的特点，说明吴越地区制钢技术发展较早。
在战国时代，钢制品已不是稀罕之物，一般锋利的铁兵器是用钢制成的，著名的剑戟也是用钢锻制的。战国时代著作《尚书·禹贡篇》记载梁州（约当今四川省）贡物有“谬、铁、银、镂”，过去注释家都认为“镂”是一种“刚铁”。《荀子·议兵篇》记载楚国的兵器有“宛钜铁它，惨如蜂虿”，过去注释家又认为“钜”就是“刚铁”。《史记》也记载，秦昭王曾说：“吾闻楚之铁剑利。”出土的战国铁器中，钢制品占有相当比例，如1965年在河北易县武阳台村燕下都遗址44号墓出土的79件铁器中，共有锻件57件，其中包括由89片甲片组成的胄一件，以及剑、矛、戟、刀、匕首、带钩等。对部分铁器的检查表明，除了个别由块炼铁直接锻成（如M44：19剑）而外，其余大都是块炼钢锻制的。
焖炉固体渗碳法制钢针
春秋战国时期的炼钢技术有两种：一种是把海绵铁（即块炼铁）直接放在炽热的木炭中长期加热，表面渗碳，再经反复锻打，使之成为渗碳钢。易县燕下都44号墓出土的钢制品就是用这种方法炼成的。这是我国最早的炼钢法。另一种是把海绵铁配合渗碳剂和催化剂，密封加热，使之渗碳成钢，俗称“焖钢”。这是我国流传很久的一种炼钢方法。《吴越春秋》所记干将、莫邪等宝剑的钢材，冶炼时曾“断发剪爪，投入炉中”，应该是用这种方法炼制的，因为头发和指甲中含有磷质，可做催化剂。河北满城1号汉墓（刘胜墓）出土的刘胜佩剑和错金书刀，经过分析，表明含磷较高，错金书刀的刃部中间还有含钙磷的较大夹杂物，有可能在渗碳时使用了骨灰一类的催化剂。此外，长期流传在河南、湖北、江苏等地的“焖钢”冶炼法，把熟铁块放在陶制或铁制容器中，除了按一定配方加入渗碳剂以外，还使用含有磷质的骨粉作为主要催化剂，然后密封加热，使之渗碳成为钢材。
明代宋应星《天工开物》卷十《锤锻》一节就记载了渗碳炼制钢针的方法，其工艺如下：
用铁尺一根，锥成线眼，逐寸剪断为针，先搓其未成颖，用小槌敲扁其本。钢锥穿鼻，复槎其外，然后入釜，慢火炒熬，炒后以土末入松木，火矢豆豉三物罢盖。下用火蒸，留针二三口，插于其外，以试火候，其外针入手稔咸粉碎，则其下针火候皆足，然后开封入水健之。
从已经出土的古代钢制品的金相考察结果来看，我国至迟在战国晚期已广泛使用淬火工艺。燕下都44号墓出土的战国锻钢件大都经过淬火处理，例如M44：12长钢剑、M44：100残钢剑和M44：9钢戟，都是把薄钢片经过反复折叠锻打成型之后，再经过淬火的，都发现有针状的马氏体组织；还有一件矛（M44：115）的饺部（指矛头的较细部分）和一件箭铤（M44：87），分别为0.25%及0.2%的碳素钢，由铁素体和球光体组成，是经过正火处理后的组织。说明当时除淬火工艺之外，还掌握了正火工艺，已能依据不同的需求，对钢材进行不同的热处理，以改善其机械性能。
2.铸铁脱碳钢
块炼铁质地差，产量低，且需毁炉取铁，作为钢制工具和兵器的铁料来源，显然难以适应日益增长的要求。于是，以生铁为原料的固体脱碳制钢技术便应运而生。这种脱碳制钢技术是在铸铁柔化处理技术的基础上发展起来的。我国战国时代已经广泛采用柔化处理工艺，对生铁进行脱碳退火，从而制成可锻铸铁（韧性铸铁）。有的可锻铸铁件的外层已成为钢，而内层还是生铁，出现了脱碳不完全的钢和铁共存于同一工件的复合组织。例如河北石家庄市庄村赵国遗址出土的铁斧和河南辉县固围村魏墓出土的铁，即属于这一类。如果生铁铸件脱碳退火时，由于时间和温度控制得当，在固体状态下进行比较充分而又适当的氧化脱碳，既使白口组织消失，又基本不析出或只析出很少的石墨，不至于变成可锻铸铁，那么就可得到“铸铁脱碳钢”。1977年在河南登封告城战国遗址中出土的一批铁器，经检验是目前所知我国最早的铸铁脱碳钢制品。从战国到西汉，铸铁脱碳成钢的技艺逐步成熟。在北京大葆台西汉燕王墓（前80）遗址、河南南阳瓦房庄冶铸遗址以及渑池汉魏铁器窖藏都出土有铸铁脱碳钢件。巩县铁生沟、南阳瓦房庄、郑州古荥镇等处还出土有大量成形的铸铁脱碳钢板，经化验，其含碳量一般在0.1%～0.2%之间。
这种固体脱碳制钢工艺，至少在战国至六朝时期一直在广泛采用。通过脱碳的办法把铸铁处理成钢件，这是我国古代发明的一种特殊的制钢方法。这种方法的特点之一是有控制的适当地脱碳，它与韧性铸铁的区别就在于基本不析出或只析出很少的石墨；特点之二是钢中夹杂物很少，这是因为它保留了生铁夹杂少的优点，而没有块炼铁和熟铁夹杂物多的缺点。当然，这种制钢方法也有它的局限性，它不可能制成较大和较厚的钢件，又不易很好地控制钢件中的含碳量。现在已发现的这种钢件都是比较薄的，一般不超过1厘米，只有这样薄的生铁铸件才便于由表及里全部脱碳成钢。
3.炒钢
在铸铁脱碳热处理的长期实践中，我国古代冶铁匠逐渐懂得了生铁经过适当的处理可以变性甚至变得和块炼铁一样柔软，由此导致至迟在公元前1世纪的西汉后期，我国又发明了用生铁炒炼成钢或熟铁的新技术，就是用生铁加热到熔化或基本熔化的状态下加以炒炼，使之脱碳而成钢或熟铁。这种技术，不妨称为炒钢技术或炒铁技术。用生铁炒炼而得的钢材，我们称为炒钢。
河南巩县铁生沟汉代冶铁遗址发现有西汉后期炒钢炉一座。其上部已毁损，炉体很小，建造也很简单，从地面向下挖成“缶底”状坑作为炉膛，然后在炉膛内边涂一层耐火泥。其工艺程序是先将生铁捶成碎片，和木炭一起放入经预热的炉膛内。
风从上方鼓入。由于缶形的地下炉膛容积小，热量集中，不易散失，有利于提高温度，当生铁加热到熔融或半熔融状态时，通过搅拌，增加铁和氧气的接触面，可使铁中的碳氧化，温度随之升高。硅、锰等氧化后与氧化铁生成硅酸盐夹杂。随着含碳量降低，铁的熔点增高，因而逐渐固化。如果半固态下继续搅拌，借助空气中的氧把所含的碳再氧化掉，就可以成为低碳熟铁。也可以在它不完全脱碳时，控制所需要的含碳量，终止炒炼过程，就可以成为中碳钢或高碳钢。这种钢由于含碳量较高，氧化程度较低，与低碳熟铁相比，所含的夹杂物应该较少，经过反复锻打，便可以得到组织比较均匀的钢材。但在古代缺乏化学分析的条件下，要在炒钢过程中控制所需要的一定含碳量是比较困难的，需要有熟练的技巧和丰富的经验。因此，大多数情况是把生铁先炒炼成低碳熟铁，再用固体表面渗碳方法重新增碳而炼制成钢的。铁生沟遗址中还出土有高碳钢和熟铁，含碳量分别为1.288%和0.048%，两者的锰、磷、硫的含量都很低，应该是用铁生沟所出生铁在炒钢炉中炒炼而成的。
铁生沟遗址的年代是从西汉中期到王莽时代，据此判断，炒铁至迟发明于西汉后期。南阳瓦房庄汉代冶铁遗址中也发现几座炒钢炉，其形制、结构都与铁生沟发现的缶式炒钢炉大同小异。南阳东郊出土一个东汉铁刀，就是用炒钢锻制，其刃部当是用高质量的炒钢锻接而成。
东汉时代已有熟铁的专门名称。许慎《说文解字》说：“柔，铁之哭也。”“揉”就是柔软的熟铁的专门名称。据信是东汉时成书的《太平经》说：“有急乃后使工师击治石，求其中铁，烧冶之使成水，乃后使良工万锻之，乃成莫耶。”这里所述的工艺是：先寻求铁矿石，冶炼成生铁水，然后炒炼成钢，再反复锻打成器。
炒钢工艺在东汉以后一直长期使用，直至近代。明代又出现了炼铁炉和炒钢炉串联使用的方法，把炼铁炉中流出的铁水直接炒炼成熟铁或钢。这种连续性生产工艺可以免去生铁再熔化的过程，既降低了耗费，又提高了生产率。有关这一工艺最完整的；记载要算是《天工开物》了。炒钢的发明不仅是炼钢史上一次技术革命，而且对整个社会经济发展都有重要意义。欧洲炒钢在18世纪始于英国，马克思曾在《资本论》法文版中写道：“当大规模工艺在英国兴起的时候，发现了将焦炭冶炼的生铁炼制成具有延展性的熟铁的方法。”并进一步指出，这种炒钢方法“由于煤和铁是现代工业的重要因素，怎么样也不至于夸大这炼铁炉和炒铁炉串联的操作方法图次革新的重要意义”。我国的炒钢工艺出现在比欧洲早约1900年的西汉后期，对于我国早期铁器时代向完全铁器时代的转变具有关键的意义，对当时中国的农业和手工业的进一步发展同样具有重要意义。
4.百炼钢
百炼钢工艺是在春秋晚期块炼渗碳钢工艺的基础上直接发展起来的。在用块炼铁渗碳制钢的实践中，人们发现反复加热锻打的次数增多以后，钢件变得更坚韧了，于是很自然地把这种反复加热锻打的操作定为正式工序。这道工艺可以使钢的组织致密、成分均匀化、夹杂物减少和细化，从而显著提高钢的质量。对河北满城汉墓出土的中山靖王刘胜佩剑（M1：5105）、钢剑（M1：2449）和错金书刀（M1：5197）的金相检查表明，这些钢的原料和燕下都出土的块炼渗碳钢相同，但满城出土的钢件质量却提高了，它已经减少了含碳不均匀的分层现象，夹杂物的尺寸和数量也有所减小。这些都是由于反复加热锻打的结果。同时，反复在炭火中加热，还会继续渗碳。通过对满城出土的钢和燕下都出土的钢的比较，我们可以清楚地看到块炼渗碳钢到百炼钢工艺雏形的早期发展过程。
西汉后期由于炒钢的发明，百炼钢工艺改以熟铁或炒钢为原料，并且增加加热锻打次数使得百炼钢技术发展到成熟阶段。1961年在日本奈良东大寺古墓出土一把钢刀，铭文有“中平纪年五月丙午造作（支刀）百炼清（刚）”，为公元184年到公元189年所作，是迄今所知惟一铭文标明“百炼”的刀器。1974年，在山东苍山县东汉墓出土了汉安帝永初六年（112）三十炼环首钢刀。1978年在江苏徐州汉墓出土一把汉章帝建初二年（77）制造的“五十涑”钢剑。经鉴定，它们都是以炒钢为原料，经过多次反复加热折叠锻打而成的。
就文献记载而言，“百炼”之称在东汉初已属习闻。东汉王充《论衡·状留篇》云：“干将之剑，久在炉炭，锆锋利刃，百熟炼厉，久销乃见，作留成迟，故能割断。”这里的“百熟炼厉”即有“百炼”之意。《北堂书钞》卷一二三引东汉末建安年间曹操《内诫令》说：“往岁作百辟刀五枚，吾闻百炼利器，辟不祥，摄伏奸宄者也。”既称为“百辟刀”，又说是“百炼利器”，说明当时“百炼”宝刀也称为“百辟”宝刀。西晋刘琨《重赠卢谌诗》说：“何意百炼刚（钢），化为绕指柔。”后来“千锤百炼”、“百炼成钢”遂成为人们熟悉的成语。
用炒钢或熟铁制成的百炼钢，其质量是相当高的，历代的名剑宝刀，不少就是用这种百炼钢锻制的。从山东苍山出土的东汉卅炼钢刀的质量来看，的确水平是很高的。与西汉中期的刀剑相比，这种钢的组织均匀，由晶粒很细的珠光体和少量的铁素体组成，含碳量适中，为0.6%～0.7%，刃部经过淬火，虽经锈蚀仍可见少量马氏体，刀口相当锋利。钢中夹杂物细小，由于表面氧化层不像块炼铁那样容易剥落，整个刀的抗腐蚀性能也有所提高，这是它至今锈蚀较轻的重要原因。
这种百炼钢技术在我国历史上也曾长期使用，锻造技术也不断提高。据北宋沈括《梦溪笔谈》的记载，宋代磁州的锻坊还有能炼百炼钢的。根据沈括的分析，古代的鱼肠剑和宋代的蟠钢剑都是采用以高碳钢为刃部和低碳钢为茎干的锻合制剑方法，使得钢剑刃部锋利而剑身富于韧性和弹性。沈括还说：“关中钟谔亦蓄一剑，可以屈置盒中，纵之复直。”这种剑所使用的钢材，已经和现代用来制作钢卷尺、带锯条、板簧、簧片的弹簧钢差不多，也该是经过百炼而成，说明宋代钢的热处理加工的技术已经达到很高的水平。明代宋应星在《天工·开物》中说：“刀剑绝美者，百炼钢包外。”说明明代也还把百炼钢作为优质钢材。
5.铸钢
1979年在洛阳吉利区一座汉墓中，出土坩埚11个，内外壁均烧流，其中有一个内壁上附着一块金属，经鉴定，含碳1.21%、铁98.637%、磷0.277%、硫0.584%、硅0.117%，属于铸态钢，这是迄今所知的我国古代第一块铸态钢。对坩埚进行热释光断代试验测定，该墓距今1832±147年，属东汉时期（原报道为西汉中晚期）。从Fe-C平衡图上看，附着钢完全熔化温度在1470上下。冶炼方法为直接冶炼法，即以铁矿石为原料，以木炭（或煤粉）为还原剂，在坩埚中一次冶炼而成。这种坩埚是由木炭（或煤炭）与黏土组成的，成分为SiO243.57%、A12O337.28%、Fe2O33.46%、K2O0.63%、Na2O0.26%、C13.6%，其含碳量较高，有利于提高材料耐火度和化学稳定性，其耐火度为1580～1610.研究者认为，这种古代坩埚炼钢技术，可能保存在现存的山西坩埚炼铁工艺中。直到1740年哈兹曼发明坩埚铸钢、1856年贝斯麦发明酸性转炉炼钢为止，古代世界大部分地区的制钢工艺均属固态、半液态冶炼，而我国东汉时期就能冶炼铸钢，这是古代世界罕见的工艺。
我国汉代的钢铁技术在当时世界上是遥遥领先的。早在2000多年前的西汉时期，我国钢铁产品就经过著名的丝绸之路传到了欧洲。公元1世纪的罗马学者普利尼在他的著作《博物志》中谈到，在当时欧洲市场上“虽然钢铁的种类很多，但没有一种能和从中国来的钢相媲美的”。
6.灌钢
用生铁炒炼成钢，所用火候和保留的含碳量是比较难掌握的，如果炒炼“过火”，含碳量过低，就不能炼成具有一定含碳量的钢而成熟铁。因此遇到炒炼“过火”时，重新加入一些生铁来补救是自然的。这样，在炒钢的实践过程中，我国古代冶炼工匠就逐渐掌握“杂炼生柔”的炼钢规律，从而创造了一种新的独特的炼钢法——灌钢法。这种炼钢法是先把生铁和熟铁按一定比例配合，共同加热至生铁熔化而灌入熟铁中去，熟铁由于生铁浸入而增碳。只要配好生铁和熟铁的比例，就能比较准确地控制钢中含碳量，再经过反复锻打，使组织均匀和挤出夹杂物，就可以得到质地均匀的钢材。这种方法可能起源于汉代，至迟在南北朝时已经盛行了。由于这种方法比较容易掌握，工效提高较大，因此南北朝后成为主要的炼钢方法之一。
南朝时的医药学家、炼丹家陶弘景在《本草经集注》中说：“钢铁是杂炼生镖作刀镰者。”这是最早明确记载用生铁和熟铁合炼成钢（即灌钢）的文献资料。稍晚一些时候，北齐的道士綦母怀文曾用灌钢法制造一种宿铁刀，“其法，烧生铁精以重柔铤，数宿则成钢。以柔铁为刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斩甲过三十札”。其法是先把含碳量高的生铁熔化，浇灌到熟铁上，使碳渗入熟铁，增加熟铁的含碳量，然后分别用牲畜的尿和脂肪淬火成钢。牲畜的尿中含有盐分，用它做淬火冷却介质，冷却速度比水快，淬火后的钢较用水淬火的钢硬；用牲畜的脂肪冷却淬火，冷却速度比水慢，淬火后的钢比用水淬火的钢韧。适当地配合运用，能够获得性能优越的淬钢件。