В России наиболее удачный способ заводского производства литой тигельной стали предложил инженер П.М. Обухов. Его сталь, полученная в 1851 г., обладала такими важными качествами, как упругость и вязкость. В 1853 г. Обухову удалось получить сравнительно тонкую стальную пластину, которую не пробивали ружейные пули, в то время как изготавливавшиеся в Златоусте панцирные кирасы пробивались ими даже при вдвое большей толщине. В 1857 г. Обухов получает привилегию на производство тигельной стали в крупных отливках. Интересно, что стальные пушки Обухова получили золотую медаль на той же Лондонской выставке 1862 г., на которой была представлена «бессемеровская» сталь. К этому времени появляется сложнолегированная сталь Роберта Мюшета — лучшая на тот момент инструментальная сталь, без которой машинное производство трудно представить. Исследования в области сталей, легированных добавлением различных элементов для получения желаемой структуры и свойств, обеспечили прогресс во многих отраслях.

В 1883 г. в Великобритании Роберт Абот Гатфильд получил марганцовистую сталь, отличающуюся высокой износостойкостью, что позволило изготавливать из нее детали, которые в процессе эксплуатации постоянно подвергаются сильному износу и обычно быстро выходят из строя по причине истирания.

К середине XIX века в металлургии наметился переход от чисто эмпирического поиска наилучших способов термической и механической обработки к научному исследованию. Еще в 1835 г. русский военный инженер П.П. Аносов применил микроскоп для изучения структуры стали, положив начало современной металлографии. Ключевое значение для прогресса металлургии имело открытие русским инженером Д.К. Черновым критических точек термической обработки стали и ее фазовых превращений в твердом состоянии (работы, опубликованные в 1868 и 1878 гг.), его исследования термомеханической обработки стали, интенсификации металлургии. В постановку производства стали на научную основу большой вклад внесли Н.В. Калакуцкий, А.С. Лавров. Характерно, что в программу курса металлургии, которую с 1889 г. читал Д.К. Чернов в Михайловской артиллерийской академии, были включены вопросы изготовления орудий, снарядов и броневых плит.

Развитие броневого дела в XIX веке было связано прежде всего с потребностями флота, в меньшей степени — фортификацией. В период гладкостенной артиллерии, стреляющей круглыми ядрами со сравнительно небольшой начальной скоростью, военно-морские флоты вполне удовлетворялись обычно броней из нескольких слоев листов обычной «мягкой» стали. Кстати говоря, броня из нескольких слоев «котельного железа» позже использовалась и для кустарного бронирования автомобилей и поездов.

В 1861 г. Джон Броун в Шеффилде строит прокатный стан для изготовления корабельной брони (пятью годами ранее в России В.С. Пятов построил «листокатальнузо машину» для прокатки брони из раскаленных железных листов), а в 1862 г. в Великобритании заказан первый мореходный броненосный корабль (плавучая батарея) «Первенец».

На флоте начинается и развитие броневых башен. В 1860 г. свои конструкции башен создали швед Т Тимбе и англичанин К Кольз. В 1862 г. в США был спущен на воду «Монитор» с броневой пушечной башней системы Дж. Эриксона на центральном штыре. В том же году на британской броненосной батарее «Ройал Соверейн» использовали башню К. Кольза, вращавшуюся на катках по погону. Вслед за США и Великобританией ряд морских держав, включая Россию, начали строить корабли с башенными установками.

На американских броненосцах времен гражданской войны, кстати, появляется и рациональный наклон броневых листов корпуса.

В России в 1863 г. построена первая броненосная батарея «Не тронь меня», а в 1872 г. спущен на воду первый брустверный башенный броненосец «Крейсер» («Петр Великий»).

В 1876 г. во Франции завод «Шнейдер-Ле Крезо» изготовил броню из высокоуглеродистой стали, отличающейся повышенной твердостью — ее стойкость была на 30 % больше, чем у «железной», но сама броня оказалась хрупкой: при попадании снаряда она не пробивалась, но трескалась.

Соответственно, с 1877 г. в Великобритании использовали двухслойную броню типа «компаунд» с твердым внешним слоем из высокоуглеродистой стали (содержание углерода 0,8 %) и внутренней подушкой из «мягкой» стали (0,1 % углерода). Эта броня удерживала чугунные снаряды, но с появлением стальных снарядов оказалась недостаточно прочной.

В 1889 г. британская «Блочер Стил» изготовила броню из стали, легированной никелем по методу Джона Райли.

В 1890 г. «Сен-Шамон» представила «специальную сталь» с примесью никеля, но в 1891 г. в Германии появляется никелевая броня Круппа (стальная броня с содержанием 0,12 % углерода, 6,8 % никеля), а в США — гетерогенная цементированная никелевая броня Гарвея с насыщенным углеродом поверхностным слоем (содержание углерода в поверхностном слое — 0,9 %). Никелевая и цементированная броня лучше противостояли стальным снарядом. Но состязание брони и снаряда продолжалось непрерывно.

Существенным шагом было появление в конце XIX века хромоникелевой стали. Во Франции Я. Хольтцер рекомендовал использовать сталь, легированную хромом, и для брони, и для бронебойных снарядов — хорошая иллюстрация диалектики развития оружия и средств защиты. Из хромистой, никелевой и хромоникелевой сталей начали изготавливать детали, испытывающие высокие нагрузки. В частности, они использовались для производства подшипников, без которых невозможно представить технику XX века (в Германии, например, заводы по производству подшипников качения работали с 1881 г.).

Хромоникелевая броневая сталь приобрела новые качества. Она также могла подвергаться цементации или изготавливаться гомогенной. В России с 1893 г. изготавливали корабельную броню по методу Гарвея, но с 1898 г. на адмиралтейском Ижорском заводе освоили выпуск хромоникелевой цементированной (гетерогенной) брони по методу Круппа.

Кроме брони большой толщины, для обшивки бортов кораблей и бронебашен изготавливалась более тонкая броня для бронепалуб и крепостных щитов. К тому же успехи сталеделательной промышленности во второй половине XIX века возродили и интерес к легким «противопульным» панцирям и щитам. Правда, те же успехи, используемые в огнестрельном оружии, пока не позволяли создать достаточно легких противопульных закрытий, так что их предлагали в основном для замены земляных корзин («тур») в малоподвижной крепостной войне. В России, например, в 1886 г. прошли испытания легкие щиты полковника Фишера и датского капитана Гольштейна.

В 1890–1900 годы осваивается выпуск броневых плит толщиной 5—10 мм для орудийных и пулеметных щитов — сначала для крепостей, а затем и для полевых войск. После англо-бурской и русско-японской войн бронещиты появляются почти на всей полевой артиллерии и станковых пулеметах. Стоит отметить, что технологии того времени позволяли цементировать только броневые плиты большой толщины. Тонкая броня выполнялась гомогенной, прокаливалась на всю толщину. В то же время совершенствуют методы поверхностного упрочнения стальных деталей.

Огнестрельное оружие. На протяжении XIX века развитие огнестрельного оружия прошло несколько важнейших этапов. Достаточно вспомнить, что в войнах начала века армии были вооружены дульнозарядными гладкоствольными бронзовыми и чугунными орудиями, стрелявшими круглыми ядрами, бомбами и картечью, дульнозарядными кремневыми ружьями, а главным взрывчатым веществом служил дымный порох. К концу же века армии были вооружены скорострельными стальными нарезными орудиями с бездымным порохом и удлиненными снарядами с мощными бризантными взрывчатыми веществами, магазинными винтовками, получили первые пулеметы. Стремительный прогресс в области металлургии определил революционные преобразования в огнестрельном оружии. Речь шла о качественном улучшении всех характеристик. Увеличению дальности и меткости стрельбы способствовал прежде всего переход к массовому нарезному оружию, удлиненным снарядам, повышенным давлениям пороховых газов в канале ствола. Нарезные артиллерийские орудия имели дальность стрельбы почти втрое большую, чем гладкостенные. Показатели меткости стрельбы нарезных орудий на дальности около 1 километра были в 5 раз лучше.