19世纪中叶以后，欧洲钢的生产开始了大发展，1856年是大发展的起点，这一年贝塞麦发明了转炉吹炼法，大大缩短了炼钢时间，不久西门子又发明了平炉炼法（1867年），不仅能生产优质钢，而且可大利用大量废钢。这两种方法为现代化炼钢打下了基础，使人类进入钢的时代。
磷的问题是20多年后才由英国人托马斯解决。他从化学反应的角度来研究磷的行为，认为生铁中的磷被空气氧化后生成五氧化二磷，又被吹炼炉的硅质炉衬还原成磷，重新进入钢中，因此他认为，如果采用另一种炉，使它能够和五氧化二磷结合，就能解决这一问题。他和P·吉尔克里斯特合作，于1877年在一座小炉上进行了一系列试验，证明用碱性衬炉可以脱磷，以后又在1.5吨的炉子里进行扩大试验，采用白云石作为炉衬，并以焦油作粘结剂，于1879年获得成功，创造丁碱性转炉炼钢法，又称贝塞麦—托马斯法，从此该法在欧洲推广应用，取得显著成效。
平炉炼钢的发明者是德国人西门子，他和其弟一起研究蓄热式热交换器以及用煤气作燃料，成功地用于玻璃熔化炉，可节省燃料50%，以后应用于熔化坩埚钢，接着研究成功了用生铁和铁矿石一起炼钢的方法，即平炉炼钢法，于1867年取得专利。平炉炼钢的冶炼系在中间的反射炉内进行，炉子的下面有两个蓄热式热交换器，分列左右，轮换使用，用以预热空气。这种炉子的特点是热效率较高，并可达到很高的炉温。同一时候，法国马丁取得西门子关于蓄热室炉子的专利后，试验成功了用生铁和熟铁一起熔炼成钢的方法，接着又用废钢代替熟铁和生铁一起炼钢，这就是现在通用的平炉炼钢法，又称西门子—马丁法。平炉的炉衬也有酸性和碱性两种。
平炉的冶炼时间比转炉长得多，对于100吨的炉子，原料如为生铁：废钢=50：50，则冶炼周期约为8～12小时。
和转炉炼钢比较，平炉具有以下优点：
平炉去除钢中杂质是个缓慢过程，因此钢的成分容易控制。
可以加入任何比例的废钢（当时转炉限于5%）。
碱性平炉可以不受生铁中含磷量的限制（碱性转炉要求生铁中含有足够高的磷，一般须为1.7～2%，否则氧化发热量不够，难以维持炉温；而酸性转炉则要求生铁中含量足够低，才能保证钢的良好性能）。
钢中含氮量少（转炉系空气直接吹入熔体，钢中吸收了一部分氮，易使钢变脆）。
由于具有上述优点，因此平炉发展很快，到1894年时产量已超过了转炉，达到157.5万吨，转炉钢则为153.53万吨。
电炉炼钢系用电作为热源进行炼钢，有两种形式，一是电弧炉，一是感应炉。
电弧炉——西门子于1878年首先应用电弧炉熔化废钢，但由于当时电费太贵，且电力供应不足，限制了该法的发展。1900年法国埃洛特建立了第一座工业用的电弧炼钢炉，先将生铁在碱性转炉内吹炼，去掉硅、锰及大部分碳，然后将熔体装入碱性电弧炉内进一步除磷及碳，直到达到要求的含量，这样可使每炉钢的成分基本一样。
感应炉——意大利费兰蒂于1877年最先采用高频炉熔化金属，但工业应用则始于1899年客林在瑞典建立的炉子。英国的炼钢中心设菲尔德于1907年建立了一座实验炉，可生产2吨重的钢铸件，由于1925年发明了电动发电机组，能获得比较合适的频率（500～3000周/秒），从而加速了感应炉的发展，使它逐渐取代了坩埚炉，用来生产高质量的工具钢。感应炉仅系熔化而不发生冶炼作用，因此可按照需要成分预先配好炉原料。感应加热时产生涡流，对熔体有搅动作用，使钢的成分均匀一致。
用电炉可以冶炼各种性能的合金钢。
合金钢的创始人当推法拉第，他为了寻找适合于电磁方面用的材料，从1819年开始曾将各种不同的元素加入铁中，包括铬。可惜他的工作没有进一步做下去，不然“合金钢时代”将会提前50年到来。
1871年英国试制了铬钢，1877年法国制成含铬生铁及铬钢，并用于工业，高炉炼铁铬合金也随即开始。
R·马希特在1871年发现锰钨钢在空气中冷却后有很大的硬度，于是用作工具钢。这一合金的出现使机械工业发生了革命，使用寿命为以前高碳钢的5—6倍，并使机床的速度提高了1倍。
接着R·哈德菲尔德在合金钢领域里又迈出了重要的一步，他于1883年发明了锰钢。以前曾有人研究过锰的作用，发现加入锰后虽然能使钢变硬，但却变脆。而R·哈德菲尔德进一步发现：如果加入大量的锰（10%或更多），钢不仅具有足够的硬度，而且具有很好的抗拉强度和延展性。将锰钢加热至1050℃并在水中淬火，还可以提高它的韧性（而碳钢经过这样的处理却变脆）。锰钢还有另一个优良性能：当撞击时，表面层变硬而内部仍保持韧性，因此十分适用于制造铁路叉道、掘土机、挖泥船等。锰钢的发现又使机械工业增加了一种宝贵的材料。
哈德菲尔德还发明了硅钢，开始时用作工具钢，后来发现当含硅至5%时具有高导磁率、高电阻、低磁滞的特性，特别适用于制造电动机和发电机的转子、变压器芯及其它电器用具。从1907年以来硅钢已成了电力工业中不可缺少的一种基本材料。
1889年英国J·赖利发明的镍钢在工程界起了极为重要的作用。他发现当加镍至4.7%时，可使钢的强度增加2倍。这一优良性能很快确立了镍钢的地位。
本世纪初由美国F·W·泰勒和M·怀特发明了高速钢很快被欧洲所采用，典型成分是：钨18%，铬4%，钒1%，碳0.5%，有时还含钴。这种钢在高温时不软化。采用这种钢做刀具，切削速度可自高碳钢的30英尺/分提高至500英尺/分。
1913年英国H·布里尔利发明了不锈钢，成分是铬13%，碳0.3%。后来德国B·施特劳斯和E·毛雷尔加入镍进一步改善了抗腐蚀性能和机械性能，这就是今天广泛使用的含铬18%、含镍8%的18～8不锈钢。钢中加入铬不仅抗蚀，而且防止高温时氧化掉皮，因此是用于原子能工业、火箭、汽轮机等的理想材料。
自从工业革命以来，金属材料在工业化大生产中长期处于重要位置。在金属材料中，铁和钢又占居首位。19世纪中叶以前，铁是主要的金属材料，从世纪下半叶起，钢迅速取代铁成为工业发展的重要支柱，开创了材料工业的钢铁时代。进入20世纪，由于工业、交通、建筑、军事等部门的大量需要，钢在产量、质量、品种、冶炼技术上都有新发展。
20世纪上半叶，炼铁技术虽仍以19世纪发明的高炉冶炼为主，炼钢技术也仍以19世纪发明的平炉冶炼为主，转炉炼钢和电炉炼特种钢为铺，但在炼炉技术、原料处理和轧制技术上都不断有改进。
1930年前后，冶金学家开始研究直接使用氧气的炼钢法，论证了用高浓度的氧代替空气助燃，可以提高炼钢效率。
本世纪40年代，氧气斜吹转炉炼钢法、卧式转炉双管吹氧法、纯氧顶吹转炉炼钢法等相继出现，其中以纯氧顶吹转炉炼钢法的优点最为明显，它与当时通用的平炉相比，投资减少约一半，效率提高达数倍，成本低、质量高，因而迅速得到了推广。电弧炉炼钢法和感应炉炼钢法在电力比较充足的国家，如美、意等国陆续被用于炼制特种钢的生产中。40年代出现的连续铸钢法是炼钢技术的一个重大进步，它可以省掉钢锭模和初轧机，使生产率成倍提高，投资和成本明显下降。
炼钢技术的发展还表明在各种特种钢和合金钢的不断问世上。不同的特种钢和合金钢可以适应不同的特殊需要。20世纪初发明了渗碳法，不久又发展了利用渗碳技术渗氮。20年代末至30年代又把镍、铬等加到普通的碳钢中，制成了一系列坚韧的镍钢和铬钢。一种重要的合金钢——锰钢的炼制技术也有了新的进步。1882年，英国人S·R·哈德菲尔德第一个研制出的锰钢，含锰约为12～13%。20世纪初则研制成含锰达80%的高锰钢，坚韧性极高，可用于舰艇和武器的装甲。哈德菲尔德于1900年又研制出有很高磁导率的硅钢，是制造电机电器的好材料。1912年，英国人H·布里尔利制出了含一定比例的镍、铬，有良好抗腐蚀性能的不锈钢。1912年，美国生产了含镍达71～80%的透磁钢。1923年，德国研制成功高硬度的氮化钢。第二次世界大战中，把镍铬合金经氮化处理和热处理后得到了质硬、耐磨的新合金。40年代出现了能耐800℃高温的镍铬合金。此外，加入不同比例的硅、钼、铌、铝、钛等元素，各有特种性能的多种合金钢在这一时期也相继诞生。这些合金材料的出现，促进了机器、电气、化工、交通运输、军事工业的发展。
后来出现的金属材料如钛等虽然在强度上超过了钢，但由于其数量极为有限，故还远远达不到取代钢的地位。钢以其庞大的数量，品种的繁多一直称雄金属材料世界。据专家预测，至少在今后50年内还没有任何金属材料取代其霸主地位。