冶鐵業是古代社會最重要的手工業生產部門之一。魏晉以來，由於戰爭頻仍，對鐵質武器的數量和質量有了更高的要求，因此各族統治者都十分重視冶鐵業的發展。而自先秦以來，在長期的生產實踐中我國古代勞動人民已經積累了豐富的冶鐵煉鋼知識和經驗，這些都為冶鐵技術的迅速發展提供了條件。這一時期出現了百煉鋼和灌鋼等冶鐵方法，特別是灌鋼冶煉法的發明和推廣，對於增加鋼的產量，改善兵器、農具和手工業工具的質量，促進社會生產力的發展，都起了積極的作用，對後世的煉鋼生產也有著深遠的影響。冶鐵技術的進步為各種機械的發明和創新提供了條件。這一時期出現了許多重大的機械發明和革新，並湧現出許多的機械發明家。
一、百辟千灌，精煉成鋼
我國是世界上最早生產鋼的國家之一。西漢後期我國已發明了“炒鋼”技術。炒鋼法發明以後，使百煉鋼技術發展到成熟階段。魏晉南北朝時期，最精良的鋼就稱為“百煉精鋼”或“百煉鋼”。當時用百煉鋼製成的刀，十分鋒利，能夠斫斷用頭發絲懸掛起來捆成一束的13根芒草，可見百煉鋼質量很高。百煉鋼技術具體說來就是將鋼鐵反複加熱鍛打，這可以使鋼的組織更加致密，成分更加均勻，夾雜物減少和細化，從而顯著提高鋼的質量。在煉製百煉鋼產品時，需要工匠千錘百煉，這是一項十分艱苦的勞動，耗工費時。據記載，曹操曾命工匠為他自己和兒子們煉製寶刀5把，花了3年時間才造成。這種寶刀叫做“百辟刀”，在曹操的《內誡令》中稱為“百煉利器”。曹植還寫了一首《寶刀賦》，對煉製寶刀的生產場麵進行了生動的描繪：“熾火炎爐，融鐵挺英。烏獲奮椎，歐冶是營。”就是說，當時滿庭爐火熊熊，鋼花四濺，鍛工們奮錘猛擊，像古代傳說中的大力士烏獲那樣剛勁有力，像冶鑄大師歐冶子那樣老練高明。這一時期湧現了許多煉製這種寶刀寶劍的著名冶煉家，如晉代永嘉年間的劉晝和南朝齊、梁時的黃文慶，都是當時最有名的刀劍冶煉家。當時“煉”的工藝有“三十煉”“五十煉”“七十二煉”“八十煉”“百煉”等區別，它們分別代表著不同的質量標準，百煉鋼就是經過100次左右的加熱和反複折疊鍛打的精鋼，代表了當時煉製優質鋼鐵利器工藝的最高水平。