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武士刀使用的特殊钢材称为玉钢，是由太平洋火山铁砂制成的。这些铁砂的主要成分为磁铁矿，是制作指南针的材料。炼造玉钢的土炉称为“吹炉”，宽、高各1.2米，长3.6米。首先在吹炉里“点火”，让黏土变硬，成为陶瓷，接着再仔细铺上数层铁砂和黑炭，让它们在吹炉里焖烧。整个过程大约费时一周，需要四到五人轮流照看，并用风箱把空气灌入炉内，确保炉火温度够高。最后工匠会把瓷炉敲碎，从灰烬和残余的铁砂及炭屑中取出玉钢。这些钢料的颜色晦暗，非常粗糙，但特点是含碳量的范围很广，有些很低，有些很高。
日本武士工匠的创新之处在于有能力分辨高碳钢和低碳钢，前者硬而易碎，后者软而强韧。工匠完全凭借外观、触感和撞击时的声音来判断两者。一旦分类完成，他们就用低碳钢制作刀身，让刀非常强韧，甚至有弹性，在打斗中不会轻易折断。至于刀锋则使用高碳钢来制造，它虽然易碎但非常坚硬，因此可以磨得极为锐利。工匠用锐利的高碳钢包覆强韧的低碳钢，以此完成了许多人眼中不可能完成的任务，制作出的武士刀，经得起与其他刀剑对砍、耐得住和盔甲碰撞，且常保锋利，能轻松斩人首级。这种武士刀是两全其美的最佳武器。
人类直到工业革命，才有能力制造出比武士刀更强且更硬的钢料。这一回轮到欧洲国家开始进行更大、更夸张的工程，例如建造铁路、桥梁和船舰，而他们使用的材料是铸铁，因为铸铁可以大量制造，并可以使用模具铸形。只可惜铸铁在某些状况下非常容易破裂。由于工程越来越宏大，使得破裂意外越来越常发生。
最严重的一次意外发生在苏格兰。1879年12月28日晚上，全球最长的铁道桥——泰河桥突然被冬季强风吹垮，致使载有75名乘客的客运火车坠入泰河，所有人均不幸罹难。这场灾难证实了许多人先前的疑虑：铸铁不适合兴建桥梁。现在不仅需要做出和武士刀一样强韧的钢材，而且必须能大量制造。