约公元前3800年
金属冶炼技术出现

在人类历史的初期，人类使用的工具主要是用石头、动物的角或者骨头等材料制成的。随着对大自然认识的不断深入，人类发现还有更好的物质可以替代这些材料。这些物质就是金属。

考古学的发现表明，人类最早使用的金属都是一些天然金属，这其中第一个便是黄金。黄金能以单质形态出现在一些河沙中，再加上其拥有令人着迷的颜色和光泽，因此很早就被古人发现和利用。最早获得黄金的方法可能是淘洗河流冲积物，这种方法可追溯到新石器时代。

继使用天然金属之后，人类取得的巨大进步是发明了从矿石中提炼金属的方法。提炼离不开火，火的利用是人类历史上一次重大的技术革命。人类从掌握了火这一强大自然力起，就开始了最早的化学实践活动，包括冶炼金属。

在金属中，铜的熔点（标准大气压下为1083℃）较低，且地球表面的铜矿也比较丰富，这为炼铜这一最早的金属冶炼技术产生创造了有利条件。炼铜技术的诞生还和人们长期用火、拥有烧制陶器的丰富经验有很大关系。随着制陶水平的提高，人们对陶器的要求越来越高，在制陶工艺中使用的温度也越来越高。这时，如果制陶场所有铜矿，随着温度的升高，单质铜因从矿物中熔化出来而被发现。随着经验的慢慢积累，古人逐渐掌握了铜的冶炼方法。铜的冶炼是人类最早的冶金试验。

青铜的发明是冶金技术的一大进步，并且标志着人类对于金属的认识与使用上了一个台阶，也标志着人类社会从石器时代跨入了青铜器时代。青铜一般指的是铜锡合金，不过也含有铅或其他金属。铜中加入锡可以使熔点降低，便于铸造，性能得到明显改善，因而青铜器逐渐成为古代铜器的主角。最早的锡青铜出现于两河流域，产于公元前 2800年的乌尔第一王朝（现伊拉克境内）。

青铜器在中国的出现时间和发展历史与两河流域相当，迄今发现最早的青铜器是甘肃省东乡林家遗址出土的青铜刀（属马家窑文化），约产于公元前 3000年。与中东和印度不同，中国早期的青铜不含砷或镍。

随着冶炼技术的不断进步，青铜器时代最终被铁器时代所取代。铁的出现已有5000多年的历史，但有很长一段时期，人类使用的是陨铁。大约在公元前1500年，冶铁技术开始出现。这时，埃及开始普遍使用铁器。公元前 8—前 7世纪，北非和欧洲也相继进入铁器时代，并采用相对固定的工艺步骤炼铁，即块炼铁法。这个时期的铁制品有的较软，有的经过渗碳和反复锤打、并经过快冷或淬火而变得很硬。块炼铁法在远离华夏文明的地区一直沿用到14世纪后期。

有实物证据表明，最迟在公元前512年，中国已发明液态生铁冶炼技术。中国烧陶窑和冶铜炉温度较高，具备了高温冶铁的条件。冶铁时，铁矿石在温度较高的炼铁炉中被高温还原并渗碳，得到含碳为 3%—4%的液态生铁。战国初期，人们用热处理方法使白口铁中的碳成为石墨析出，发展了韧性铸铁工艺。应该说，中国古代重大发明领先于世界，就是从发明液态生铁冶炼技术开始的。

金属冶炼技术改变了人类的生产工具，进而改变了人类的生产方式和生活方式。随着冶炼金属的设备、工具以及技艺的不断进步，人类改造自然的步伐也在不断加快。