Основой для развития теоретических представлений о процессах металлургии железа послужили исследования Рене де Реомюр. Реомюр осуществил многолетние эксперименты с ковким железом, сталью и чугуном в прекрасно оборудованной лаборатории в замке на севере Франции. Он первым применил микроскоп в исследованиях структуры сплавов железа, разработал классификацию чугунов по характеру излома, предложил способ измерения твердости чугуна и стали с помощью склерометрической шкалы. Венцом научного творчества Реомюра стала теория науглероживания железа, давшая первое научное объяснение различию в свойствах ковкого железа, стали и чугуна. Следует особо отметить, что во времена Реомюра углерод еще не был идентифицирован как химический элемент, поэтому Реомюр называет его в своих трудах «сернисто-солевой материей» или «горючей составляющей древесного угля». По Реомюру, «основой является чистая железная субстанция, соединенная с большим или меньшим количеством сернисто-солевой материи, причем больше всего ее содержится в чугуне и меньше всего в ковком железе, в стали содержится среднее количество. Добавляя сернисто-солевую материю в мягкое железо, можно получить сначала сталь, а затем чугун».