在戰國時代，鋼製品已不是稀罕之物，一般鋒利的鐵兵器是用鋼製成的，著名的劍戟也是用鋼鍛製的。戰國時代著作《尚書·禹貢篇》記載梁州（約當今四川省）貢物有“謬、鐵、銀、鏤”，過去注釋家都認為“鏤”是一種“剛鐵”。《荀子·議兵篇》記載楚國的兵器有“宛钜鐵它，慘如蜂蠆”，過去注釋家又認為“钜”就是“剛鐵”。《史記》也記載，秦昭王曾說：“吾聞楚之鐵劍利。”出土的戰國鐵器中，鋼製品占有相當比例，如1965年在河北易縣武陽台村燕下都遺址44號墓出土的79件鐵器中，共有鍛件57件，其中包括由89片甲片組成的胄一件，以及劍、矛、戟、刀、匕首、帶鉤等。對部分鐵器的檢查表明，除了個別由塊煉鐵直接鍛成（如M44：19劍）而外，其餘大都是塊煉鋼鍛製的。
燜爐固體滲碳法製鋼針
春秋戰國時期的煉鋼技術有兩種：一種是把海綿鐵（即塊煉鐵）直接放在熾熱的木炭中長期加熱，表麵滲碳，再經反複鍛打，使之成為滲碳鋼。易縣燕下都44號墓出土的鋼製品就是用這種方法煉成的。這是我國最早的煉鋼法。另一種是把海綿鐵配合滲碳劑和催化劑，密封加熱，使之滲碳成鋼，俗稱“燜鋼”。這是我國流傳很久的一種煉鋼方法。《吳越春秋》所記幹將、莫邪等寶劍的鋼材，冶煉時曾“斷發剪爪，投入爐中”，應該是用這種方法煉製的，因為頭發和指甲中含有磷質，可做催化劑。河北滿城1號漢墓（劉勝墓）出土的劉勝佩劍和錯金書刀，經過分析，表明含磷較高，錯金書刀的刃部中間還有含鈣磷的較大夾雜物，有可能在滲碳時使用了骨灰一類的催化劑。此外，長期流傳在河南、湖北、江蘇等地的“燜鋼”冶煉法，把熟鐵塊放在陶製或鐵製容器中，除了按一定配方加入滲碳劑以外，還使用含有磷質的骨粉作為主要催化劑，然後密封加熱，使之滲碳成為鋼材。
明代宋應星《天工開物》卷十《錘鍛》一節就記載了滲碳煉製鋼針的方法，其工藝如下：
用鐵尺一根，錐成線眼，逐寸剪斷為針，先搓其未成穎，用小槌敲扁其本。鋼錐穿鼻，複槎其外，然後入釜，慢火炒熬，炒後以土末入鬆木，火矢豆豉三物罷蓋。下用火蒸，留針二三口，插於其外，以試火候，其外針入手稔鹹粉碎，則其下針火候皆足，然後開封入水健之。
從已經出土的古代鋼製品的金相考察結果來看，我國至遲在戰國晚期已廣泛使用淬火工藝。燕下都44號墓出土的戰國鍛鋼件大都經過淬火處理，例如M44：12長鋼劍、M44：100殘鋼劍和M44：9鋼戟，都是把薄鋼片經過反複折疊鍛打成型之後，再經過淬火的，都發現有針狀的馬氏體組織；還有一件矛（M44：115）的餃部（指矛頭的較細部分）和一件箭鋌（M44：87），分別為0.25%及0.2%的碳素鋼，由鐵素體和球光體組成，是經過正火處理後的組織。說明當時除淬火工藝之外，還掌握了正火工藝，已能依據不同的需求，對鋼材進行不同的熱處理，以改善其機械性能。
2.鑄鐵脫碳鋼
塊煉鐵質地差，產量低，且需毀爐取鐵，作為鋼製工具和兵器的鐵料來源，顯然難以適應日益增長的要求。於是，以生鐵為原料的固體脫碳製鋼技術便應運而生。這種脫碳製鋼技術是在鑄鐵柔化處理技術的基礎上發展起來的。我國戰國時代已經廣泛采用柔化處理工藝，對生鐵進行脫碳退火，從而製成可鍛鑄鐵（韌性鑄鐵）。有的可鍛鑄鐵件的外層已成為鋼，而內層還是生鐵，出現了脫碳不完全的鋼和鐵共存於同一工件的複合組織。例如河北石家莊市莊村趙國遺址出土的鐵斧和河南輝縣固圍村魏墓出土的鐵，即屬於這一類。如果生鐵鑄件脫碳退火時，由於時間和溫度控製得當，在固體狀態下進行比較充分而又適當的氧化脫碳，既使白口組織消失，又基本不析出或隻析出很少的石墨，不至於變成可鍛鑄鐵，那麼就可得到“鑄鐵脫碳鋼”。1977年在河南登封告城戰國遺址中出土的一批鐵器，經檢驗是目前所知我國最早的鑄鐵脫碳鋼製品。從戰國到西漢，鑄鐵脫碳成鋼的技藝逐步成熟。在北京大葆台西漢燕王墓（前80）遺址、河南南陽瓦房莊冶鑄遺址以及澠池漢魏鐵器窖藏都出土有鑄鐵脫碳鋼件。鞏縣鐵生溝、南陽瓦房莊、鄭州古滎鎮等處還出土有大量成形的鑄鐵脫碳鋼板，經化驗，其含碳量一般在0.1%～0.2%之間。
這種固體脫碳製鋼工藝，至少在戰國至六朝時期一直在廣泛采用。通過脫碳的辦法把鑄鐵處理成鋼件，這是我國古代發明的一種特殊的製鋼方法。這種方法的特點之一是有控製的適當地脫碳，它與韌性鑄鐵的區別就在於基本不析出或隻析出很少的石墨；特點之二是鋼中夾雜物很少，這是因為它保留了生鐵夾雜少的優點，而沒有塊煉鐵和熟鐵夾雜物多的缺點。當然，這種製鋼方法也有它的局限性，它不可能製成較大和較厚的鋼件，又不易很好地控製鋼件中的含碳量。現在已發現的這種鋼件都是比較薄的，一般不超過1厘米，隻有這樣薄的生鐵鑄件才便於由表及裏全部脫碳成鋼。
3.炒鋼
在鑄鐵脫碳熱處理的長期實踐中，我國古代冶鐵匠逐漸懂得了生鐵經過適當的處理可以變性甚至變得和塊煉鐵一樣柔軟，由此導致至遲在公元前1世紀的西漢後期，我國又發明了用生鐵炒煉成鋼或熟鐵的新技術，就是用生鐵加熱到熔化或基本熔化的狀態下加以炒煉，使之脫碳而成鋼或熟鐵。這種技術，不妨稱為炒鋼技術或炒鐵技術。用生鐵炒煉而得的鋼材，我們稱為炒鋼。
河南鞏縣鐵生溝漢代冶鐵遺址發現有西漢後期炒鋼爐一座。其上部已毀損，爐體很小，建造也很簡單，從地麵向下挖成“缶底”狀坑作為爐膛，然後在爐膛內邊塗一層耐火泥。其工藝程序是先將生鐵捶成碎片，和木炭一起放入經預熱的爐膛內。
風從上方鼓入。由於缶形的地下爐膛容積小，熱量集中，不易散失，有利於提高溫度，當生鐵加熱到熔融或半熔融狀態時，通過攪拌，增加鐵和氧氣的接觸麵，可使鐵中的碳氧化，溫度隨之升高。矽、錳等氧化後與氧化鐵生成矽酸鹽夾雜。隨著含碳量降低，鐵的熔點增高，因而逐漸固化。如果半固態下繼續攪拌，借助空氣中的氧把所含的碳再氧化掉，就可以成為低碳熟鐵。也可以在它不完全脫碳時，控製所需要的含碳量，終止炒煉過程，就可以成為中碳鋼或高碳鋼。這種鋼由於含碳量較高，氧化程度較低，與低碳熟鐵相比，所含的夾雜物應該較少，經過反複鍛打，便可以得到組織比較均勻的鋼材。但在古代缺乏化學分析的條件下，要在炒鋼過程中控製所需要的一定含碳量是比較困難的，需要有熟練的技巧和豐富的經驗。因此，大多數情況是把生鐵先炒煉成低碳熟鐵，再用固體表麵滲碳方法重新增碳而煉製成鋼的。鐵生溝遺址中還出土有高碳鋼和熟鐵，含碳量分別為1.288%和0.048%，兩者的錳、磷、硫的含量都很低，應該是用鐵生溝所出生鐵在炒鋼爐中炒煉而成的。
鐵生溝遺址的年代是從西漢中期到王莽時代，據此判斷，炒鐵至遲發明於西漢後期。南陽瓦房莊漢代冶鐵遺址中也發現幾座炒鋼爐，其形製、結構都與鐵生溝發現的缶式炒鋼爐大同小異。南陽東郊出土一個東漢鐵刀，就是用炒鋼鍛製，其刃部當是用高質量的炒鋼鍛接而成。
東漢時代已有熟鐵的專門名稱。許慎《說文解字》說：“柔，鐵之哭也。”“揉”就是柔軟的熟鐵的專門名稱。據信是東漢時成書的《太平經》說：“有急乃後使工師擊治石，求其中鐵，燒冶之使成水，乃後使良工萬鍛之，乃成莫耶。”這裏所述的工藝是：先尋求鐵礦石，冶煉成生鐵水，然後炒煉成鋼，再反複鍛打成器。