早期的钢材产量低
　　难以用于热兵器生产

　　铁是地球上最丰富的元素之一，当人类最早在这个星球上行走时，铁矿石随处可见。古人用了很长的时间才发现如何从铁矿石中提取出铁，并用铁制作有用的工具。最早之时，人类使用的武器是用黄铜或青铜制造的，在公元前2000年左右，人类就已经能通过熔炼从铁矿石中提取出铁来取代铜制作武器。要熔炼铁矿石提取铁，首先需要炭火，将铁矿石放在炭火中熔炼，产出融化的金属铁。但这种熔炼方法有一个缺点，就是在产出铁的同时也会产生很多矿渣等杂质。这就需要铁匠将铁取出，放到铁砧上捶打，以将矿渣捶打出。经过这种方法锻造的铁中，已经去除了大部分的碳元素，产生的铁称为锻铁。锻铁出现后由于其坚固度较高，被广泛地用于制作工具和武器。
　　还有一种铁称为铸铁。在极高温度下锻造的铸铁中碳含量较高，可达3～4.5%，使其极为坚固耐用，但也同时因为坚固度较高而不容易锻造物件。而锻铁中的碳含量较低，只有0.02～0.08%，这使其具有较高的可塑性和延展性，但却不够坚固和坚硬。因此用这两者制作武器都有一定的弊端。人们发现，只有碳含量在铸铁和锻铁之间，大约为0.2～1.5%的铁才能具有铸铁和锻铁的两种优势属性，既具有较高的坚固度，又具有较好的可塑性和延展性，用于制作的武器和工具性能更好，这种铁即被称为钢材。
　　早期的炼钢法既耗费人力和时间，制作的钢材产量又少，主要用于冷兵器的制造。
　　现代炼铁法可以追溯到1700年代晚期，当时一位名叫亨利·科特的英国人发明了特殊熔炉，采用这种熔炉可从融化的铁矿石中提取出质量更令人满意的锻铁，这种方法被称为“炼铁”。该熔炉中有一个特殊的空间，炼铁人可以在这个特殊的空间内搅合融化的铁矿石。随着铁矿石中碳含量的降低，其熔点随之升高，液态的铁中就会出现小的铁块。炼铁人的工作就是在铁块出现时将它们收集在一起，进而进行锻造。虽然这个方法比以前的方法简单得多，但制造铁的过程仍然非常缓慢。此时对于锻铁的需求量越来越大，但是熟练的炼铁人却很少，因此这个方法制作的炼铁产量也不能跟上需求。很多发明家试图对炼铁这一方法进行机械化，但大多没有成功。

钢制部件兵器曾遭冷遇

　　1800年代初期，在制钢方面成果最好的是英国人，致使英国的制钢产业最为蓬勃。拿破仑对于英国的制钢产业非常羡慕，希望能够发展自己的制钢产业，将更多的钢材用于兵器制造，因此决定奖励4000法郎给能够发明出与英国制钢方法相似的人。这一奖励政策出台后立刻引起了一位名叫弗里德里克·克虏伯的年轻德国人的极大兴趣。尽管克虏伯在制钢方面没有太多经验，但他还是受这一奖励的激励，于1811年9月20日在德国埃森地区开设了一家铸铁公司，目的就是制作出与英国钢材品质相当的钢材。虽然有很大的决心，但是克虏伯并没有取得成功，反而遭遇了相当大的失败，并在年仅39岁时离世。克虏伯在制钢方面做了很多尝试，花费很多钱，乃至在身后欠下了一大笔债务。在经过一段短时间的悲伤之后，克虏伯年仅14岁的儿子阿尔弗莱德·克虏伯毅然接手了工厂，并决定继续致力于制作出世界上最好的钢材，用于兵器的制造。正是由于这份坚持不懈的精神，小克虏伯最终成为了当时德国著名的军火制造商。
　　小克虏伯在接手工厂的最初时，他所制造的钢材虽然没有达到英国的品质，但质量也还不错，并且拥有较好的一致性。之所以达到如此好的品质，小克虏伯最大的“秘密”在于从瑞典购买高品质的铁矿石制钢。瑞典的铁矿石含磷量非常低，而磷正是造成钢材脆性高的一个原因。但仅使用高品质的铁矿石是远远不够的，小克虏伯不断寻找合适的方法来改进他的制钢过程，他曾用了5个月的时间到英格兰进行考察，但得到的成果并不大。
　　小克虏伯一直不屈不挠，并终于在1843年制造出了2根采用冷拔钢材、空心锻造的火枪枪管。小克虏伯将他的钢制枪管提交给普鲁士军队高层，希望能够引起他们的重视，但限于当时的制钢技术，军方高层认为采用钢制零件的武器这一想法非常可笑，因此并没有对小克虏伯的发明表现出任何热情。在普鲁士军队遭到冷遇后，小克虏伯继续去英国和德国军队进行推销，但同样没有人对此感兴趣。一系列遭遇并没有浇灭小克虏伯的热情，接下来他又试做了一门采用钢制炮管的火炮，并将它提交给普鲁士军队。普鲁士军队对这门火炮进行了测试，并对它的测试结果非常满意，但是它的造价太高了，相比之下，军队更愿意使用在滑铁卢战役中表现良好的铜质部件的武器。

钢制火炮在
　　第一届世博会上崭露头角

　　此后，小克虏伯一直致力于改善制钢工艺以及将钢材用于武器制造，直到1851年第一届世界博览会在英格兰的水晶宫举办，他得到了一次重要的展现机会。为了在博览会上引起公众注意，小克虏伯展出了一个重达1860kg的钢块——这个钢块可达当时英格兰生产最大钢块的两倍。实际上，这个钢块只是一个陪衬，小克虏伯真正要展示的是一门钢制火炮。这门火炮采用后装结构，金属部件由薄钢管制成，并进行了很好的抛光处理，而木质部件采用山毛榉木制成，刻有精美花纹。该钢制火炮很快引起了所有与会者的关注。

　　英国各家媒体对小克虏伯的钢制火炮进行了全面报道。大多数人认为虽然其制作工艺令人赞叹，但却质疑该火炮的膛壁太薄，不能抵御连续发射弹药时产生的高压。小克虏伯对此疑问早有准备，向公众分发了一份4页的技术文件，文件中阐述了舍弗勒博士的理论。舍弗勒博士是欧洲著名的建筑分析师，当时他刚刚完成了一个理论，利用法国著名数学家拉梅所研究的拉梅方程，来计算各种不同金属材料制作的弹膛的厚度与所能承受压力之间的关系。拉梅方程也正是现今的枪管设计者们所使用的方程。在文件中，舍弗勒博士证明，分别采用铸铁、黄铜和钢材制作的相同厚度和长度的枪管，其中铸铁枪管在膛压超过18000磅/平方英尺时发生爆炸，黄铜枪管在膛压超过33000磅/平方英尺时发生爆炸，而钢制枪管在膛压超过117000磅/平方英尺时才会发生爆炸。