IJzer is een van de 92 natuurlijke elementen.
Staal is ijzer met een beetje koolstof erin (0,3 tot 1,7 gewichtsprocent koolstof).
Alle metalen worden harder wanneer een smid ze hamert of buigt. Dit wordt "werkharding" genoemd. Als een smid een reeds gehard stuk metaal met een hamer bewerkt of buigt, zal het barsten en breken. Om gehard metaal weer zacht te maken, zodat de smid het meer kan hameren en buigen, gloeit de smid het metaal.
Om ijzer of staal te gloeien verhit een smid het metaal tot het geen magneet meer aantrekt, en laat het metaal dan heel langzaam koud worden. Smeden kunnen het hete metaal bedekken met zand, zodat het uren duurt om koud te worden. Dit maakt ijzer of staal zeer zacht.
Staal gedraagt zich net als ijzer, totdat een smid het staal "warmtebehandelt". Dit is een speciale manier om het staal heet en vervolgens koud te maken, zodat het staal hard genoeg wordt om een snijkant (lemmet) te behouden. Een lemmet gemaakt van een stuk ijzer (in plaats van staal) zal zeer snel bot worden en niet meer snijden. Goede lemmeten (voor messen, beitels, bijlen en ander gereedschap met snijkanten) zijn altijd van staal, hebben een warmtebehandeling ondergaan en zijn daarna geslepen.
Om staal een warmtebehandeling te geven, verhit een smid het staal tot het geen magneet meer aantrekt, waarna hij het staal heel snel koud laat worden. Een smid doet dit door het hete staal in een emmer water te doen en het rond te bewegen tot het koud is. Dit heet "blussen". Als dit klaar is, is het staal zo hard als het maar kan zijn. Deze hardheid kan het broos maken, dus als iemand het slaat of laat vallen, kan het breken als glas.
De volgende stap is het staal "temperen", zodat het niet breekt als glas. Om staal te temperen, polijst een smid een deel van het staal zodat het glad en glanzend is. Vervolgens verhit de smid het staal langzaam in het vuur. Wanneer het staal tussen 300 en 650 °F (149 en 343 °C) is, krijgt het gepolijste staal verschillende kleuren. Deze kleuren gloeien niet in het donker; ze lijken op kleurstof op het gepolijste staal. Naarmate het staal heter wordt van 300 tot 650 graden F, zal het de kleuren doorlopen: geel, dan bruin, dan paars, dan blauw. Geel betekent dat het staal nog steeds harder is, blauw betekent dat het staal zachter wordt (maar nog steeds hard). Wanneer het staal de kleur krijgt die de smid wil, legt hij het staal in een emmer water om de verandering te stoppen. Verschillende gereedschappen worden getemperd tot verschillende kleuren, maar het hangt ook af van hoeveel koolstof er in het staal zit. Gewoonlijk worden stenen beitels geel gehard, en bijlen voor bomen blauw, maar de smid moet beslissen.
Een smid hamert een lemmet niet dun. Een smid hamert het staal zodat de rand dik blijft. Na de "warmtebehandeling" en "ontlaten" worden stenen gebruikt om het lemmet scherp te slijpen.
Als een smid een stuk ijzer of staal heeft, maar niet weet wat het is, kan de smid het warmtebehandelen als staal. Wordt het niet hard, dan is het geen staal. IJzer zal dezelfde hardingskleuren vertonen als staal, maar het zal niet hard zijn.
Als een smid een oud stalen gereedschap heeft, en het tot een nieuw, ander gereedschap wil hameren, gloeit de smid het staal. Het staal is dan zeer zacht, zoals ijzer. De smid kan het dan in een nieuw gereedschap hameren, en het warmtebehandelen en temperen, om er een nieuw, hard stalen gereedschap van te maken.
Een smid moet voorzichtig zijn wanneer hij op gehard staal of gehard ijzer hamert, want er kunnen kleine stukjes afbreken en wegvliegen, die zijn of haar ogen kunnen verwonden. Veel smeden dragen een plastic veiligheidsbril om hun ogen te beschermen.
