2 註解
地殼中鐵主要以氧化物、硫化物和碳酸鹽形式存在。重要的礦石有赤鐵礦(Fe2O3)、磁鐵礦(FeO·Fe2O3)、褐鐵礦(Fe2O3·2Fe(OH)3)、菱鐵礦(FeCO3)和黃鐵礦(FeS2)等。
欲將鐵礦石中的鐵提煉出來，可置鐵礦石於高爐中冶煉，冶煉過程實爲還原反應，以焦炭爲還原劑，再加一些石灰石和二氧化硅等作助熔劑。冶煉時先將處於高爐下層的焦炭點燃，使其生成CO2，CO2與灼熱的焦炭起反應生成CO，反應可表示如下：
C O2→CO2
CO2C→2CO
Fe2O33CO→2Fe 3CO2
由於爐中溫度很高，還原出來的鐵被熔化爲鐵水，鐵水可從高爐中放出。因爲在爐中鐵水和碳接觸，鐵水中含碳量較高，約有3％～4％，這種鐵稱爲生鐵。生鐵性脆，一般只能澆鑄成型，又稱鑄鐵。生鐵中還含硫、磷、硅、鎂等其他雜質。處於熔融狀態的鐵水，其中碳以Fe3C的形式存在，待鐵水慢慢冷卻，Fe3C則分解爲鐵和石墨，此時的鐵其斷口呈灰色，故稱灰口鐵。若將熔融的鐵水快速冷卻，Fe3C來不及分解而保留下來，此時鐵的斷口呈白色，稱白口鐵。白口鐵質硬且脆，不宜加工，一般用來鍊鋼。灰口鐵柔軟，有韌性，可以切削加工或澆鑄零件。若在鐵水中加入0.05％鎂，使生鐵中的碳變成球狀，得到的是球墨鑄鐵。球墨鑄鐵可使灰口鐵的強度提高一倍，塑性提高20倍，它具有高的強度、塑性、韌性和熱加工性能，又保留了灰口鐵易切削加工等優點。由於球墨鑄鐵的綜合性能好，在工業上得到廣泛應用。
從高爐冶煉得到的生鐵，含鐵約95％左右，要得到純鐵(含鐵99.9％以上)可採用電解還原鐵鹽的方法。純鐵是銀白色且有金屬光澤，性軟，有延展性，熔點爲1535℃，沸點爲3000℃。純鐵除了作爲分析試劑外，其他用途很少。純鐵在室溫下是體心立方結構，稱爲α-Fe。將純鐵加熱，當溫度到達910℃時，由α-Fe轉變爲γ-Fe，γ-Fe是面心立方結構。繼續升高溫度，到達1390℃時，γ-Fe轉變爲 δ-Fe，它的結構與α-Fe一樣，是體心立方結構。純鐵隨着溫度增加，由一種結構轉變爲另一種結構，這種現象稱爲相變。發生結構轉變時的溫度稱爲相變溫度。鋼鐵是鐵和碳的合金體系總稱。其特點是強度高、價格便宜、應用廣泛，鋼鐵約佔金屬材料產量的90％，是世界上產量最大的金屬材料。鋼鐵中含碳量大於2.0％的叫生鐵，小於0.02％的叫純鐵，在這兩者之間的稱爲鋼。鋼中含碳量小於0.25％的稱低碳鋼，介於0.25％～0.60％的稱中碳鋼，大於0.60％的稱高碳鋼。
所謂鍊鋼，其實質是控制生鐵中的含碳量達到鋼的要求，同時除去危害鋼的性能的一些雜質，如S，P等。若想得到特殊性能的合金鋼，當然還要加入一些其他金屬。