烧陶所发展起来的高温技术为金属的冶炼、熔铸创造了条件。当人们发现那些颜色醒目的“岩石”（天然金属及其矿石）可以烧熔改铸后，冶金技术的发明便是很自然的了。冶金技术的出现是人类继烧陶之后运用化学手段来改造自然、创造财富的又一辉煌成就。冶金技术的推广和发展直接导致了工具的变革，无疑这将对生产力的发展、社会生活面貌的改变产生革命性的作用，可以说，冶金技术的发明把人类生活从野蛮时代推向了文明的殿堂。同时，人们对金属有所认识也是从这里开始，在选矿和冶炼金属的实践中，有关金属的知识逐渐积累起来了。
红铜的利用和冶金技术的发明
在金属中，首先被加工利用和冶炼的是铜和铜合金。自然界中存在着天然红铜，它具有美丽的金属光泽且混杂在铜矿石之中。在新石器时代早期，人们在采集石料中，偶尔发现了与一般岩石不同的天然红铜，它质地柔软，可以锤打成一定形状的小器物。这可能是利用金属的开始。当时对天然红铜的加工，其方法是用质地坚硬的岩石对其进行锤打。这种方式与其他天然材料的加工没有本质的差异，都属于物理性质的加工。在原始人的眼里，天然红铜也仅是一种性质奇特、不易碎裂的、有一定延展性便于锤打改形的、闪烁着光泽的“石头”。由于天然红铜的数量有限，采集到的红铜也不会很多，人们只能将它加工成简单的装饰品等小器物。红铜不能做工具，对生产的发展及生活的改善起不到什么促进作用。但是它毕竟是人们加工的第一种金属，对人们认识有关金属物质是一个飞跃，有着深远的意义。
也可能是将红铜器物置于火上烘烤，也可能是无意之中红铜器落入火炭之中，人们发现在加热中，红铜变软，甚至熔化改形。从这一发现出发，人们逐渐掌握了在陶质器皿中将红铜加热熔化，并用陶范或石范使熔化的红铜铸模成型。热铸比冷锤赋型更为方便，较少受到原料的多寡、形状的限制，所以得到了推广和发展。
1957～1958年，在甘肃武威皇娘娘台的齐家文化遗址中曾出土了一批铜器，近30件，包括刀、锥、凿、环等，经分析其含铜量达99%以上，其中不含炼渣等杂物，多数是锻打成型，个别的是熔铸的。学者一致认为它们是天然红铜的制品。现在完全可以应用化学分析和金相分析的方法来区别天然红铜与原始冶金所得的纯铜。
一般来说，天然红铜的纯度是相当高的，大多只含微量的锡、铅、锑、镍等金属杂质，其总量少于0.5%；而用原始技术所冶炼出的纯铜，往往不仅含有较多的与铜矿石〔当时主要是孔雀石，其主要成分为CuCO3·Cu（OH）2〕共生的金属元素，如铅、锡、锌、铁等，而且由于冶炼温度不够高，铜与炼渣未能很好地分离，以至于又会夹杂有硅、钙、镁、铝等氧化物。据此我们对远古时期遗存中出土的纯铜器物的判断就有了一个科学的依据。通过对甘肃广河、永靖、玉门的齐家文化遗址、火烧沟文化遗址和山西夏县东下冯文化遗址、河北唐山夏家店文化遗址等新石器时期文化遗址出土的铜器的分析，发现了一些天然红铜的制品，这些资料表明在新石器时代早、中期，我国的部分地区的确存在一个铜石并用的时代。随着制陶技术与高温技术的发展，热铸红铜的推广导致冶金技术的发明。从锻打金属发展到熔铸金属，再发展到开采矿石、冶炼金属，其间必定经历了漫长的岁月。即使在发明了金属的冶炼之后，发展到金属材料在社会生活中发挥重要作用并在生产工具中占主导地位，即进入青铜时代，这里也需要一个很长的时期。由此可见，铜石并用时期并不是一个很短的过程。
自然铜往往是夹杂在铜矿石之中，在选拣自然铜中必定会连带那些含铜量较高的铜矿石一起采得，再者自然铜生锈变绿，与自然界某些矿石如孔雀石、蓝铜矿等很相似。这些相似或相近的矿石很可能被同时放入陶制器皿中被熔铸。铜的熔点约为1083℃，而孔雀石等氧化铜一类矿石只要在800℃左右即可被炭火还原，这就是说铜矿石比自然铜的熔炼更容易。所以在熔铸自然红铜的过程中，人们进而掌握了铜矿石的选择和冶炼。
由于金属矿的共生，人们采用铜矿石冶炼出来的铜相当部分不是很纯的红铜，而是铜合金。而当时的人们不可能区分单一矿和共生矿，也没有合金的知识，只能注意到用不同的孔雀石炼出的铜在颜色上有些差异，所以人们在冶铜之初，就不自觉地冶炼出铜合金。再者，铜矿石中正是由于含有与铜共生的铅、锡、锌、铁等成分，从而降低了冶炼的熔点，冶炼出来的铜合金则比红铜硬多了，较适合制作成某些工具。就这样伴随着冶铜技术的发展，铜合金逐渐被人们认识了。
从迄今为止的出土文物来看，我国最早一批原始冶炼的铜制品是属于新石器时期中期的陕西临潼出土的仰韶文化早期的原始黄铜残片制品。例如，1973年在陕西临潼姜寨仰韶文化遗址中出土的一些铜片，据分析它是含少量铅锡的铜锌合金，含锌为20%～26%。它被压在仰韶文化层之下，最迟也应是仰韶文化晚期的制品，距今当有6000年之久。1975年在甘肃东乡林家马家窑文化遗址出土了用单范铸成的铜片，同年在甘肃永登连城蒋家坪马厂文化遗址出土了残铜刀。前者距今约5000年，后者距今也至少有4000年，它们都是青铜制品。此外，在甘肃齐家文化及火烧沟文化遗址、山东龙山文化遗址、山西东下冯文化遗址、河南偃师二里头文化遗址、内蒙古夏家店下层文化遗址都发现了属于冶炼而成的铜器物，除少数为红铜外，大部分是青铜。特别是1958年在甘肃永靖县张家嘴辛店文化遗址和山东诸城龙山文化遗址中，不仅出土了一些红铜碎片，同时还发现有铜炼渣和孔雀石。
甘肃永登出土新石器时期的红铜刀
上述考古资料清楚地说明，在4000年前，中国黄河中下游地区及内蒙古、青海等地区普遍出现了冶铜的活动。当时的炼铜活动大多直接采用以孔雀石为主的单一铜矿石，其中不乏杂有其他共生矿。炼出的铜及其合金在成分上没有一定的规律。
青铜冶炼技术的早期发展
从目前已发现的古代早期冶铜遗址来看，我国在西周以前，孔雀石是主要的冶铜原料，即使到了汉代，绝大多数地区冶铜所采用的原料仍是孔雀石。孔雀石由于具有翠绿色而较易被发现和识别，又由于它被碳还原只需800℃左右，因此借鉴于当时烧陶的高温技术，较易由它冶炼出铜及其合金。
考古工作者在河南临汝县煤山龙山文化（约前2000）曾出土过熔炼铜的泥质炉的炉底和炉壁残块。可以推测当时的冶炼设备可能是一种类似于坩埚的泥质炉。其炉的直径约为5.3厘米，厚2厘米，炉内壁竟附有六层凝结的铜液，每层厚约0.1厘米。另外，在郑州市西郊牛寨村龙山文化遗址中也曾发现过类似的熔炉残片。根据这些残片和设备可以判定当时冶炼矿石的方法和熔铸天然铜相近，采用的是内热法，即将燃料和矿石码放在炉内，直接燃烧加热，利用燃烧中产生的高温和一氧化碳将铜从矿石中还原析出，熔化后沉聚于炉底，既可以将液态的熔铜倒出来模铸，更多的是采取破炉取铜。由于要破炉取铜，因此早期完整的冶铜炉子实难留存，人们看到的只能是炼炉的残片。上述煤山文化出土的炉壁残片曾熔炼过6次，它应该是冶炼技术已有一定进步的时期的炉子。所以，我国发明冶铜技术最迟应当在煤山文化之前。
红铜的质地柔软，不宜制作工具，更不宜制成兵器；青铜则不一样，它是铜与锡或铅的合金，具有一定的硬度和坚韧性，既可做工具，也能做兵器，加上由于冶炼矿石中，锡或铅等成分的存在，降低了铜的熔点，使青铜较红铜具有更好的铸造性能。这种使用价值很自然地引导人们将冶铜工艺向着冶炼青铜的方向发展。在人们对锡石或铅矿石（常用的是方铅矿石）有了初步的识别后，冶炼铜的技术由单纯地冶炼孔雀石逐步向冶炼孔雀石加锡石或方铅矿的方向演进。这个演进的细节，目前尚难说清。但是根据出土的夏代晚期和商代早期的青铜器物之多、分布之广来判断，这种冶炼孔雀石加锡石或方铅矿的阶段应该在商代早期以前就已推广了。
采用单一铜矿石冶炼，由于不知矿石的化学组成，很难预料会得到什么结果，这是冶铜的初始状态。当能采用铜矿石，加配锡石或方铅矿来冶炼，至少说明已认识到这是炼铸青铜的重要途径。但是，由于矿石中各种金属含量未知，也很难预知炼出来的青铜的性能。只有先分别冶炼出红铜和金属锡或铅，然后再按一定比例把它们熔铸成具有特定性能的青铜制品，这才表现出青铜冶炼技术进入高一级的工艺水平。
我国何时进入这一阶段，尚难做出准确的判断。但是我们可以根据已有的考古资料作如下分析。发展到这一工艺水平必须具备两个条件，一是人们已完全掌握了冶锡和冶铅的工艺，并有一定的生产规模。二是对青铜的性能与铜锡或铜铅配比的依赖关系有一定的认识。按常理，在木柴堆上放上锡、铅矿石，点火燃烧，都能将锡或铅烧熔流出来，更何况在当时冶炼孔雀石的炼炉中，冶锡或铅都非难事。然而考古资料表明，出土的属于夏代和商代早期的铅制品是极个别，说明那时的冶铅工艺并不普遍，直到商代后期，在商殷的墓葬中才有较多的铅卤、铅爵、铅觚、铅戈等制品。
金属锡的制品，至今也只在商殷墓葬中出现过。那时的锡制品出土稀少，倒有一个科学的缘故，因为金属锡在13℃以下的气温中会自行相变为灰锡（即成粉末状），所以古代金属锡的器物很难长期留存下来。根据上述情况的分析，我国冶锡、冶铅工艺出现的年代大概是在商代中期，以此类推，将红铜与金属锡或铅合炼青铜的开始年代也应在商代中期。若根据对青铜的性能与铜锡或铜铅配比的依赖关系的认识来判断，由于这一认识过程是个经验逐步积累的过程，就难画一条线了。倒是我国众多学者历年对出土的夏商时期的青铜器的分析数据为这一判断提供了有力的证明。
分析的资料表明，在夏代、商代早期及中期，青铜器的化学组成是杂乱无章的，铅、锡的含量也较低，这表明当时很可能是以红铜或铜矿石（孔雀石）与锡矿砂或方铅矿合炼青铜。出土的商代后期的大部分青铜器，其含锡量控制在12%～19%。例如，1976年在殷墟妇好墓出土的59件青铜礼器和兵器中，有50件的含锡量为12%～19%。这一事实清楚地表明，在商代中后期以后，人们已掌握了用红铜和金属锡或铅来合炼青铜了。
河南偃师二里头出土的夏代的铜爵
虽然在新石器时代晚期和夏代，黄河流域的许多地区开始推广冶铜工艺，但是那时只能生产锥、环、管、镞等小件铜器，它们显然不能对生产有多大的促进作用。到了商代，青铜冶铸技术有长足的进步，并开始铸造较大型的青铜器件，首先是铸造代表权力象征的礼器。
1950年在郑州二里岗出土了数量相当可观的青铜器物，它们有礼器、兵器及乐器。1974河南郑州张寨出土的商代早期的铜方鼎年在河南偃师二里头文化遗址第三层（属于夏代）出土的铜爵，它们含铜92%、锡7%，系复合范铸造而成。1974年在郑州张寨南街出土了两件大铜鼎，分别重84.25千克、62.25千克。经分析知，它们含铜79%、铅17%、锡3.5%。这两个大方鼎，造型大方，制作精致，花纹朴实，是我国目前发现的商代早期青铜器中的重器，充分显示了当时青铜冶铸工艺开始步入成熟阶段。1976年河南安阳殷墟妇好墓中出土的青铜器中，有两个大方鼎分别重达128千克和117.5千克，它们形状规整，纹饰精美，十分壮观。1939年在殷墟出土的司母戊鼎是晚商的器物，经分析表明它含铜84.77%、锡11.64%、铅2.79%，重达875千克，是目前所知中国上古时期最重的青铜器，也是世界上迄今出土的最重的古青铜器。这时期的出土青铜器还有很多，它们和以上几件大鼎都表明，在商代中、后期及西周前、中期，我国青铜冶铸业进入一个鼎盛时期。
这种鼎盛状况不仅表现在数量多、产品大而精、分布地域广，还表现在青铜器物中不仅河南安阳出土的商代晚期的司母有礼器、明器及生活用具，而且兵器、农具及工具的数量也很多。青铜兵器实际上在商代青铜器中占有重要的地位。在品种上有戈、矛、斧、钺、剑、戟及镞，可以说商周时期军队的主要兵器大都是由青铜制的。这些兵器的制作相当精良，例如越王、吴王的青铜剑，在地下埋藏了2000多年，出土时仍是光亮闪闪，花纹清晰，刃口锋利。青铜的农具和工具虽然不很精致，但是它们的需求量大。如河南偃师二里头商代早期宫廷遗址中发掘的青铜器中，凿、锥、小刀一类工具占有很大比例。又如郑州商代遗址出土了大量的工具和农具的铸范，其中镢范约占可辨认的铸范的2/3.尽管由于青铜农具、工具归农奴使用，一般不作随葬品，而是消耗性器物，然而历年来仍出土了不少青铜铲、镢、镰、斧及犁、铧等。青铜农具、工具的大量生产，表明它们在发展社会生产力中已占据主导地位，因此在我国传统文化中，商周时期的青铜文化占有重要的地位。此外，商殷以后的青铜器，也由于冶铸技术的进步，大多留有铭文（即今天所讲的钟鼎文或金文），为后人了解当时社会的政治、经济、文化提供了宝贵的资料。
科学工作者对已出土的青铜文化鼎盛时期的青铜器进行化学分析，将它们分为两类。一类是铜锡二元合金，其中含铅小于2%；另一类是铜锡铅三元合金，即含铅大于2%。在铜锡二元合金中，铜锡的比例大多接近4：1.而在铜锡铅三元合金中，铜与锡铅含量和之比也维系在4：1，而锡与铅之间似乎没有明显的比例关系。由此可以推测，当时的青铜冶炼已有一定的配方，但是工匠们对锅锡或铜锡铅之比与青铜性能的关系仅有肤浅的经验认识，即认识到青铜比红铜实用，因而自觉地冶炼青铜。同时，铜锡之比与铜锡铅之比基本相同，表明当时的人们尚不能区分锡与铅，它们都是银白色的金属。铅的加入很可能是由于中原地区缺乏来源足够的锡。锡铅不分也反映在《周礼·考工记》里，但随着实践的深化，这一不足逐渐得到克服。
关于青铜配比的“六齐”规律
战国末年秦国宰相吕不韦集合其门客合编的《吕氏春秋》曾记载说：“金柔锡柔，合两柔则刚。”说明人们已清楚地认识到铜和锡的性质在合炼前后所发生的变化。然而更能反映当时人们对青铜之中铜与锡铅之间合理配比的认识的文献当数《周礼·考工记》的“六齐”规律。所谓“六齐”即配制青铜的六种方剂。《考工记》是秦古籍中重要的科技文献，作者不详。据清朝人考证，认为它是春秋末年齐国人关于手工业技术的记录。到了西汉，河间王刘德见战国时代一些学者编排的《周官》中，“冬官司空”已佚，就把《考工记》补上。西汉末学者刘歆改《周官》为《周礼》，从此《考工记》便成为《周礼》的一个组成部分而流传至今。由此可见，“六齐”规律实际上是春秋时期位于黄河下游的齐国的冶金工匠们关于冶铸青铜合金时铜锡配比的经验总结。
《考工记》中的“六齐”规律记叙如下：
“金有六齐，六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。”
这段文字记录了当时青铜冶铸的实践经验，是中国也是世界上最早、最有历史价值的关于合金配比的科学文献。对此文献，众多学者进行了深入的讨论，他们或从文字考义上，或更多的是对商周特别是春秋战国的青铜器的分析研究中以验证其可靠性、权威性及获其正确的解释。到目前为止，对它的解释仍未统一，主要有两种看法。两种看法的分歧焦点在于对文中“金”字的理解。
“金”字在古代曾是金属的通称，而在该文献的第一句“金有六齐”中，“金”是泛指青铜，对此大家认识是一致的，但是对于其后六句话中的“金”字认识就不同。
对于这两种解释，若按现代的冶金学和金属学知识来看，金属锡引入铜中生产青铜合金，降低了铜的熔点，对于冶铸有着重要意义，特别对于浇铸薄细精巧或浑厚凝重的青铜器尤为重要。当加入锡逐步增至30%时，青铜的熔点显著下降，而30%以后熔点的变化就不明显了。
青铜中的锡可以增大合金的硬度，当含锡从15%增至30%时，硬度急剧增加，增到32%，合金的硬度达到了极大值。当含锡在15%～20%，合金具有较大的坚韧性和抗撞击强度，不易折断。若经过退火处理，则锡的百分比可增加到25%，否则因锡含量的增大而使合金变脆。仅从上述性能来看，六齐的第二种解释似乎较合理，然而判定六齐的真实性和权威性还必须从实际出发，即从大量出土的商周时期青铜器的分析结果来认识六齐。众多学者对商周时期青铜器的分析结果表明，出土的商周青铜鼎彝器其锡的含量有一个相当大的变动幅度，与两种解释都有相当大的差距。钟的锡含量倒有点接近第一种解释。部分斧斤之齐也似与第一种解释较一致。戈戟之齐和鼎齐一样，谈不上有某种配比的规律。部分大刃的合金配比看来与第二种解释较符合，而削杀矢之齐的锡含量都比两种解释的低得多。鉴燧之齐中的锡含量与第二种解释较接近。通过以上对殷周青铜器的剖析，可以得到以下认识：
其一，在诸侯各据一方的历史背景下，受原料、资源分布不均，交通运输、贸易往来不便，工艺技术实难交流等因素制约，人们配比炼制青铜制品很难遵循同一规则，所以对出土的商周时期各类青铜器金属成分的剖析结果与六齐有一些差距是很自然的。
其二，无论从六齐来看，还是从分析各类商周时期青铜器金属成分的结果来看，人们已认识到熔炼不同用途的青铜器应有不同的金属配比，而且已有一个粗线条的轮廓，这是肯定的。由于技术经验尚缺乏交流，特别是当以利用废旧青铜器为原料时，人们对合金配比掌握也只能是粗线条的。在当时能取得这样的认识应该说已是很不简单了。
其三，商周青铜器中普遍存在铅，六齐之中的锡应包括锡和铅，这是因为当时依然存在锡、铅不分及以铅代锡的状况。当时人们对金属的区分主要依据某些物理性能，恰恰在某些物理性能上，锡与铅较为相近，因此在实际冶铸中，有锡则用锡，少锡则用铅代之。在合金组成中，总是以铜与锡、铅总含量相配比。
其四，六齐规律的确是那些冶金工匠在实践中摸索出来的经验。我们从《考工记》中另一段记载可以证明。这段记载是描述青铜冶炼时，工匠对火候的观察记录：“凡铸金之状，金与锡黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之，然后可铸也。”这段记录是说在铜和锡熔化过程中，先产生黑浊的气体，随着温度升高，先后产生黄白、青白和青色气体，到此即可浇铸了。这一记录是符合科学的，因为在物质加热时，由于蒸发、分解、化合等作用而生成不同颜色的气体。开始加热时，铜料附着的碳氢化合物燃烧而产生黑浊之气。
早期的铁及其冶炼
铁是历史上起过革命作用的各种原料中最后的和最重要的一种原料。在人类文明史上，炼铁技术的发明是一件划时代的重大事件。世界上最早了解到铁约在公元前2500年，中国古代炼铁、炼钢技术虽然起步相对稍晚，但是它的发展却是后来居上。从公元前6世纪的春秋晚期起，中国人在这方面不断有独特的创造，在世界冶金史上曾居于遥遥领先的地位。
河北藁城出土的商代的铁刃铜钺
1.陨铁的利用与炼铁技术的起源
早在公元前13、14世纪，中国人就已识别和使用了铁。1972年河北藁城台西村商代中期遗址出土的一件铁刃铜钺，经检验，铁刃的含镍量至少在8%以上，是用含镍较高的陨铁经加热锻打成型后与青铜钺体铸接而成的。1977年北京平谷刘家河商代中期遗址也出土一件铁刃铜钺，经鉴定与台西村出土的那件一样，刃部是用陨铁锻制的。另外，据传1931年在河南浚县辛村曾出土类似的铁刃铜钺、铁援铜戈各一把，年代相当于殷末周初，后流入美国，现收藏于华盛顿弗里尔美术馆。铁刃经电子探针测定，也是以含镍较高的陨铁为原料锻造成的。虽然这些铜兵器的铁刃是以陨铁为原料，但它们的出土表明，最迟在商朝中叶，中国的先民们已经对铁有所认识，而且已能够进行锻打加工并与青铜铸接成器。
陨铁器之所以屡被使用，是因其在使用过程中显示了极好的韧性与强度（优于当时所知的一切材料），这自然会促使人们去寻找类似的原材料（自然界里与陨铁外部物理特征最相近的就是铁矿石），并且尝试用各种办法来探索从这些新材料提炼出铁的途径，从而可能导致炼铁技术的产生。
对陨铁的加工和铸接，无疑都是在青铜冶铸作坊中进行的。商代高度发达的青铜冶铸技术，使它从矿石、燃料、筑炉、熔炼、鼓风和范铸技术等各个方面，为人工炼铁技术的出现创造了条件。例如商代熔铸司母戊大方鼎这样的大型铸件，必须要有较大的熔炉、鼓风器和较高的炉温，而最迟到殷商晚期，已能得到1200℃以上的高温，这就从技术上具备了将铁矿石还原为液态铁或半液态铁的可能性。关于这一点，有考古材料为证：1976年山西灵石县旌介村殷代墓出土一件含铁铜钺，通体有铁锈，刃部尤多，钺身各部位含铁量不同，刃部含量达8.02%，阑中部含。量4.5%，内部含量3.82%，为铜铁熔合体，刃部含镍只有0.002%，说明不是由陨铁所锻造的。从同墓出土的其他两件铜钺毫无铁锈的情况来看，此件铜钺所含的铁是经冶炼铸人的，尤其是刃部含铁量较高，更说明这应当不是偶然的现象，而是当时的冶炼技术已经能使熔炉的温度达到将伴生的铁矿石同时还原出来并加以熔铸成器的程度。可见，中国炼铁技术的发明很可能是在商代。
从文献记载来看，中国大约在西周时期已进入铁器时代。《诗经·秦风》中，有“驷孔阜”的诗句。是最早的“铁”字，是马色如铁的意思。《国语·齐语》中说，管仲向齐桓公建议：“美金以铸剑戟，试诸狗马；恶金以铸钮夷斤属斤，试诸壤土。”有人认为这里的“美金”指青铜，“恶金”指铁，是用来铸造农具的。郭沫若认为，“如果齐桓公既已使用铁作为耕具，则铁的出现必然更要早些，一种有使用价值的物质要真正被有效地使用，是要费相当长远的摸索过程的，特别是在古代，因此铁的最初出现，必然还远在春秋以前”。
近年来的考古发现与研究已经证实了上述论断。据1984年《中国考古学年鉴》报道，河北满城要庄西周遗址内发现一件铁器，可是至今未见分析鉴定的结果；1978年在甘肃灵台县景家庄春秋一号墓出土的一把铜柄铁叶剑，年代属春秋早期，铁剑经北京钢铁学院取样做金相分析，因全部锈蚀严重，观察未获结果。年代较早的还有在陕西凤翔的秦公一号墓出土的铁工具4件，此墓由14C测定，年代为公元前870±150年，亦属春秋早期。在灵台和凤翔出土的铁器的年代也已接近西周末期，说明我国在西周时期已初步进入铁器时代当属无疑。
2.春秋战国时期的炼铁技术
我国春秋战国时代人工冶炼的铁有块炼铁和生铁两种。一般认为，最初的炼铁技术，大多采用块炼铁。这种方法是将铁矿石和木炭一层夹一层地放在炼炉中，点火焙烧，在650～1000℃温度下，利用炭的不完全燃烧产生一氧化碳，遂使铁矿中的氧化铁还原成铁。但由于炭火温度不够高，致使被还原出的铁只能沉到炉底而不能保持充分熔化状态流出。人们只好待铁炼成，炼炉冷却后，再设法拆炉将铁坨取出。这种铁块表面因夹杂渣滓而很粗糙，状若海绵，显不出铜那样明显的金属性，有的还不如青铜坚韧。
对春秋末期和战国初期的锻造铁器检验表明，所用原料就是块炼铁。例如江苏六合程桥2号春秋晚期墓出土的铁条，就是块炼铁制成，基体为铁素体，含碳量在0.004%以下，含有大量氧化铁以及延伸的氧化铁-硅酸盐共晶体组成的夹杂物；湖北大冶铜绿山古矿井出土的铁耙和铁钻也都是用块炼铁制成，铁耙含碳量为0.1%，铁钻含碳量为0.06%；河北易县燕下都44号战国晚期墓葬出土的全部锻造兵器以及长沙龙洞坡、河南辉县固围村等地出土的部分锻件都可能是块炼铁产品。
块炼法需要毁炉取铁，使生产间断，还要对铁块反复锻打，清除夹杂物，所以生产效率很低，而且燃料消耗也很大，但生产设备和工艺远较冶铸生铁简易，便于就地取材和因陋就简。块炼法生产的块炼铁，含碳量很低，硅、铝、硫、磷等元素的含量也都很低，因此性能柔软，可锻造器物，其缺点是结构疏松，含有较多夹杂物，主要是由氧化铁和硅酸盐组成的共晶体，因而不刚强、不耐用，但是经过渗碳处理成钢以后，就能克服这个缺点。春秋以后很长一段时间，在大量生产铸铁的同时，也还生产块炼铁，用做锻造铁器和渗碳制钢的原料。即使在西汉晚期炒铁（钢）技术发展起来以后，块炼铁也并未因此销声匿迹，仍然在一定的领域里发挥着自己的作用。
到了春秋中后期，我国的炼铁技术已经达到较高的水平。在熟练地掌握了块炼法炼铁后，我国又在世界上最早就发明了生铁冶铸技术。据《左传·昭公二十九年》记载，周敬王七年（前513），晋国铸造了一个铁质刑鼎，把范宣子所制定的《刑书》铸在上面，其序文是：“冬，晋赵鞅、荀寅帅师域汝滨，遂赋晋国一鼓铁，以铸刑鼎，著范宣子所为《刑书》焉。”铸刑鼎的铁，是作为军赋向民间征收来的，这说明最迟春秋末期出现了民间炼铁作坊，而且已较好地掌握了生铁的冶铸技术。
近年来相继出土了一些春秋末期吴、楚等国的铁器遗物，其中江苏六合程桥吴墓出土的铁丸，经检验为白口铸铁件；在湖南长沙杨家山65号墓出土的铁鼎，经金相学考察证明是莱氏体的铸铁；长沙窑岭15号墓出土的铁鼎系用含有放射状石墨的麻口铁铸成，含碳约4.3%；湖北铜绿山古矿井出土的战国中晚期铁锤为麻口铁。
这些事实充分证明，最迟在公元前6世纪的春秋晚期，我国已经能以高温液体还原法冶炼生铁。生铁的冶炼在冶金史上是一个划时代的进步。欧洲一些国家在公元前1000年前后已能生产块炼铁，公元初罗马虽已偶尔能得到生铁，但因性脆多废弃不用，直到公元14世纪才使用铸铁，其间经历了十分漫长的发展道路。而我国之所以能够很早就发明生铁冶铸技术，是由于当时冶炼工匠继承和发展了青铜冶铸技术，能建造很高大的炼炉，有经验丰富的鼓风技术，以取得高温，使还原出的生铁充分熔成流动性很好的铁水。
生铁的冶炼工艺，在原料和燃料上与块炼法基本相同。它们之间主要的差别在于冶炼温度不同。块炼法的炉温为1000～1200℃。在生铁冶炼过程中，炉温较高，被还原生成的固态铁会吸收碳、硫和磷，这种吸收随着温度的升高，速度就会加快；另一方面，铁吸收碳后，熔点随之降低，当含碳量达到2.0%时，熔点降至1380℃，当含碳量达到4.3%时，熔点最低，仅1146℃。所以当炉温到达1200℃时，就完全能使铁充分熔化，从而得到了液态的生铁，并可以很方便地直接用于浇铸成器。
生铁冶炼技术的出现，改变了块炼铁的冶炼与加工都较费工费时的状况，炼炉可连续使用，提高了生产率，降低了成本，使得大量提炼铁矿石和铸造出器形比较复杂的铁器成为可能。这就为铁器的普及打下了良好的基础，同时也为我国古代炼铁技术的发展开拓了自己独特的道路。
河南辉县出土的战国的铁
在冶炼生铁的初期，由于温度还不够高，硅含量也较低，致使生铁中的碳在冷却凝固时不能成为石墨状态，而成为碳化三铁（Fe3C），与奥氏体状态的铁在1140℃共晶，而且含硫、磷较多，因此，炼出的生铁性脆而硬，熔化温度低，铸造性能虽好，但强度不够，经不起锻打。这种生铁只能用于铸造铁具，不能锻打成型，制造坚韧的兵器。从河北兴隆燕国矿冶遗址出土的大批锄等农具，就是由这种白口生铁铸成的。为了克服白口生铁的脆性，最迟在公元前5世纪的春秋战国之交，我国又创造了铸铁柔化处理技术。所谓柔化处理就是把白口铸铁进行退火处理，使碳化铁分解为铁和石墨，消除了大块的渗碳体，并使大量的硫、磷杂质燃烧掉，使白口铁变为展性铸铁（可锻铸铁或韧性铸铁）。对在洛阳水泥制品厂灰坑出土的春秋战国之际的角锛和铁铲的考察表明，它们都是白口生铁经过一定的柔化处理而得到的可锻铁。
铁锛经过脱碳退火，表面冷却后形成一层珠光体组织，使铸件减小了脆性，提高了韧性，改善了性能，但这一脱碳层很薄，表明退火的温度较低，大约为750℃，退火的时间也不长，这可以认为是可锻铸铁的初级阶段，属于白心韧性铸铁。铁铲则做过进一步的退火处理，除表面是脱碳层以外，中心部分已有发展得比较完善的团絮状石墨组织，成为黑心可锻铸铁。可锻铸铁的出现是冶金史上又一划时代的事件，它使得生铁广泛做生产工具成为可能，大大增长了铁器的使用寿命，加快了铁器替代铜器等生产工具的历史进程。
战国中期以后，铁器已取代铜器成为主要的生产工具，冶铁业已在十分广大的地区普遍建立起来，成为一种关系到国计民生的重要手工业，其生产规模也急剧扩大。如山东临淄齐国故都冶铁遗址的面积约40万平方米；河北易县燕下都城址内有冶铁遗址3处，总面积也达30万平方米。这时出现了许多著名的冶铁手工业中心，如宛（今河南南阳）、邓（今河南孟县东南）、邯郸等地，出现了像魏国的孔氏、赵国的卓氏、齐国的程郑等一批因冶铁致富的大铁商。铁器的使用推广到社会生活的许多方面，《孟子·许行章》有“许子以铁耕乎？”的话，这是文献上关于当时已使用铁农具的记载。河北石家庄赵国遗址出土的铁农具已占全部农具的65%，辽宁抚顺莲花堡的燕国遗址出土的铁农具在全部农具中已占85%以上。这些考古发掘的事实证明，铁农具在当时的农业生产中逐渐取得了主导地位，而且这一时期出土的铁器，包括从兵器到各种手工具和生活用具，种类繁多，数量激增，质量完好，出土的地点几乎遍及全国各地。又据《管子·轻重乙》记载：“一农之事，必有一耜、一铫、一镰、一辱、一椎、一，然后成为农；一车必有一斤、一锯、一工、一钻、一凿、一求、一轲，然后成为车；一女必有一刀、一锥、一箴、一铢，然后成为女。”这说明当时铁器已成为各行各业必不可少的工具了。
战国时期我国的铁矿开采技术也有长足的进展，在长期的找矿实践中，人们发现了矿苗和矿物的共生关系。《管子·地数篇》中说：“山上有赭者，其下有铁；上有铅者，其下有银；上有丹砂者，其下有黄金；上有慈石者，其下有铜金。此山之见荣者也。”所谓“山之见荣”，就是矿苗的裸露。战国时期发现或开发的铁矿也很多，《管子·地数篇》说，当时“出铁之山，三千六百九山”。《山海经·五藏山经》所载产铁之山共有37处，分布于今陕西、山西、河南、湖北四省，即在战国时代秦、赵、韩、楚、魏等国统治地区，其中以在韩、楚两国者较多。
