Le fer est l'un des 92 éléments naturels.
L'acier est du fer avec un peu de carbone (0,3 % à 1,7 % de carbone en poids).
Tous les métaux deviennent plus durs lorsqu'un forgeron les martèle ou les plie. C'est ce qu'on appelle l'"écrouissage". Si un forgeron martèle ou plie une pièce de métal déjà écrouie, elle se fend et se brise. Pour que le métal durci redevienne tendre, de sorte qu'un forgeron puisse le marteler et le plier davantage, le forgeron recuit le métal.
Pour recuire le fer ou l'acier, un forgeron chauffe le métal jusqu'à ce qu'il ne tire plus sur un aimant, puis fait refroidir le métal très lentement. Les forgerons peuvent recouvrir le métal chaud de sable, de sorte qu'il met des heures à refroidir. Cela rend le fer ou l'acier très mou.
L'acier agit comme le fer, jusqu'à ce qu'un forgeron le "traite thermiquement". C'est une façon spéciale de rendre l'acier chaud puis froid, de sorte que l'acier devienne suffisamment dur pour conserver un tranchant (lame). Une lame fabriquée à partir d'un morceau de fer (au lieu de l'acier) s'émoussera très vite et ne coupera pas. Les bonnes lames (pour les couteaux, ciseaux, haches et autres outils à tranchant) sont toujours fabriquées en acier, puis traitées thermiquement et ensuite aiguisées.
Pour traiter l'acier à chaud, un forgeron chauffe l'acier jusqu'à ce qu'il ne tire plus sur un aimant, puis fait refroidir l'acier très rapidement. Pour ce faire, le forgeron place l'acier chaud dans un seau d'eau et le déplace jusqu'à ce qu'il soit froid. C'est ce qu'on appelle la "trempe". Une fois cette opération terminée, l'acier sera aussi dur que possible. Cette dureté peut le rendre cassant, de sorte que si quelqu'un le frappe ou le fait tomber, il peut se briser comme du verre.
L'étape suivante consiste à "dessiner la trempe" ou "tremper" l'acier, afin qu'il ne se brise pas comme du verre. Pour tremper l'acier, un forgeron polit une partie de l'acier afin qu'il soit lisse et brillant. Le forgeron chauffe ensuite lentement l'acier dans le feu. Lorsque l'acier se trouve entre 149 et 343 °C (300 et 650 °F), l'acier poli prend des couleurs différentes. Ces couleurs ne brillent pas dans l'obscurité ; elles ressemblent à de la teinture sur l'acier poli. Lorsque l'acier devient plus chaud de 300 à 650 degrés F, il prend des couleurs : jaune, puis brun, puis violet, puis bleu. Le jaune signifie que l'acier sera toujours plus dur, le bleu signifie que l'acier sera plus mou (mais toujours dur). Lorsque l'acier prend la couleur souhaitée par le forgeron, celui-ci le met dans un seau d'eau pour arrêter le changement. Les différents outils sont trempés pour obtenir différentes couleurs, mais cela dépend aussi de la quantité de carbone contenue dans l'acier. Habituellement, les ciseaux à pierre sont trempés au jaune, et les haches pour arbres sont trempées au bleu, mais c'est au forgeron de décider.
Un forgeron ne martèle pas le tranchant d'une lame. Le forgeron martèle l'acier de manière à ce que le tranchant reste épais. Après le "traitement thermique" et la "trempe", des pierres sont utilisées pour affûter le bord de la lame afin de la rendre tranchante.
Si un forgeron possède un morceau de fer ou d'acier, mais ne sait pas lequel, il peut le traiter thermiquement comme de l'acier. Si elle ne devient pas dure, ce n'est pas de l'acier. Le fer aura les mêmes couleurs de trempe que l'acier, mais il ne sera pas dur.
Si un forgeron possède un vieil outil en acier et veut le marteler dans un nouvel outil différent, le forgeron recuit l'acier. L'acier sera alors très doux comme du fer. Le forgeron peut alors le marteler dans un nouvel outil, le traiter thermiquement et le tremper pour en faire un nouvel outil en acier dur.
Un forgeron doit être prudent lorsqu'il martèle de l'acier trempé ou du fer trempé à l'usine, car de petites pièces peuvent se casser et s'envoler, ce qui peut lui faire mal aux yeux. De nombreux forgerons portent des lunettes de sécurité en plastique pour protéger leurs yeux.
