1930左右，冶金學家開始研究直接使用氧氣的煉鋼方法，並論證了用高濃度氧氣代替空氣可以提高煉鋼效率。
20世紀40年代，氧氣斜吹轉爐煉鋼法、臥式轉爐雙管吹氧法、純氧頂吹轉爐煉鋼法相繼出現，其中純氧頂吹轉爐煉鋼法的優勢最為明顯。與當時常見的平爐相比，其投資減少壹半左右，效率提高數倍，成本低，質量高，因此迅速得到推廣。在電力充足的國家，如美國和意大利，電弧爐煉鋼和感應爐煉鋼已用於精煉特殊鋼的生產。20世紀40年代出現的連續鑄鋼法是煉鋼技術的壹大進步。它可以節省錠模和初軋機，成倍提高生產率，明顯降低投資和成本。
煉鋼技術的發展也表明，在各種特殊鋼和合金鋼的不斷問世。不同的特殊鋼和合金鋼可以滿足不同的特殊需要。20世紀初，滲碳被發明，滲碳技術滲氮很快發展起來。從20世紀20年代末到30年代，鎳和鉻被添加到普通碳鋼中，制成了壹系列堅韌的鎳鉻鋼。重要合金鋼錳鋼的精煉技術也取得了新的進展。1882年，英國人S·R·哈德菲爾德首先研制出的錳鋼，含錳量約為12 ~ 13%。20世紀初開發出含錳80%的高錳鋼，具有極高的韌性，可用於艦船和武器的裝甲。1900年哈德菲爾德研發出高磁導率的矽鋼，是制造電器的好材料。1912年，英國人H. Brearley用壹定比例的鎳和鉻制成了耐腐蝕性能良好的不銹鋼。1912年，美國生產出含鎳71 ~ 80%的導磁鋼。1923年，德國研制成功高硬度氮化鋼。第二次世界大戰中，通過對鎳鉻合金進行氮化和熱處理，獲得了壹種新的堅硬耐磨的合金。20世紀40年代，出現了壹種能承受800℃高溫的鎳鉻合金。此外，通過添加不同比例的矽、鉬、鈮、鋁和鈦，這壹時期還誕生了多種具有特殊性能的合金鋼。這些合金材料的出現促進了機械、電力、化工、交通和軍事工業的發展。
後來，鈦等金屬材料雖然在強度上超過了鋼，但由於數量極其有限，遠未取代鋼。鋼壹直以其巨大的數量和品種主宰著金屬材料的世界。據專家預測，至少在未來50年內，不會有任何金屬材料取代其主導地位。