Sejarah perkeretaapian
Sebelum perkembangan lokomotif uap > Rel logam diperkenalkan

Diperkenalkannya mesin uap untuk menggerakkan udara sembur ke tanur tiup menyebabkan peningkatan produksi massal besi di Inggris setelah pertengahan tahun 1750-an.:123–25
Pada akhir tahun 1760-an, Coalbrookdale mulai memasang pelat besi cor ke permukaan rel kayu, sehingga meningkatkan ketahanannya. Pada awalnya hanya jalur balon yang bisa digunakan untuk memutar gerbong, tetapi kemudian, wesel bergerak diperkenalkan yang memungkinkan dibuatnya percabangan.
Sistem lainnya yang diperkenalkan, adalah sistem yang menggunakan roda tanpa flens yang berjalan di rel berpenampang huruf L – ini kemudian dikenal sebagai "jalur pelat (plateway)." John Curr, seorang manajer pertambangan batu bara Sheffield, menemukan rel berflens ini pada tahun 1787, meskipun tanggal pastinya masih diperdebatkan.[siapa?] Jalur ini diambil alih oleh Benjamin Outram untuk jalur kereta yang melayani kanal-kanalnya, dan diproduksi di pabrik besi Butterley miliknya. Pada tahun 1803, William Jessop membuka Surrey Iron Railway, telah dibangun sebagai jalur ganda, yang terkadang secara keliru disebut sebagai jalur kereta api umum pertama di dunia, di London selatan.
Pada tahun 1789, Jessop memperkenalkan rel pinggir dan roda berflens untuk perpanjangan jalur ke Kanal Charnwood di Nanpantan, Loughborough, Leicestershire. Pada tahun 1790, Jessop dan rekannya Outram mulai memproduksi rel pinggir. Jessop menjadi mitra di Perusahaan Butterley pada tahun 1790. Rel pinggir umum pertama (dan juga jalur kereta api umum pertama) yang dibangun adalah Lake Lock Rail Road tahun 1796. Meskipun tujuan utama jalur ini adalah untuk angkutan batu bara, jalur ini juga mengangkut penumpang.
Kedua sistem konstruksi rel besi pada masa ini, rel pelat "L" dan rel pinggir, terus ada berdampingan hingga awal abad ke-19. Roda berflens dan rel pinggir akhirnya unggul dan menjadi standar perkeretaapian.
Besi cor bukanlah bahan yang bagus untuk rel karena mudah pecah apabila dikenai beban berat. Rel besi tempa, yang ditemukan oleh John Birkinshaw pada tahun 1820, memecahkan masalah ini. Besi tempa merupakan material ulet yang dapat mengalami deformasi sebelum patah, sehingga lebih cocok untuk rel besi. Akan tetapi besi tempa mahal untuk diproduksi sampai Henry Cort mematenkan proses yang disebut puddling pada tahun 1784. Pada tahun 1783, Cort juga mematenkan pengerolan, yang 15 kali lebih cepat dalam mengkonsolidasi dan membentuk besi dibandingkan dengan proses palu. Proses ini dapat menghemat biaya produksi besi dan rel besi. Perkembangan lainnya adalah hot blast yang dikembangkan oleh James Beaumont Neilson (dipatenkan tahun 1828), yang secara signifikan mengurangi jumlah kokas atau arang yang dibutuhkan untuk menghasilkan besi kasar. Besi tempa merupakan material lunak yang mengandung terak. Kelunakan dan terak membuat rel besi berubah bentuk dan terkelupas dan biasanya hanya bertahan kurang dari 10 tahun penggunaan, dan kadang-kadang hanya satu tahun jika dilalui kereta dengan lalu lintas tinggi. Semua perkembangan dalam produksi besi ini akhirnya mengarah pada penggantian rel campuran kayu dan besi menjadi rel besi.
Diperkenalkannya proses Bessemer, yang memungkinkan baja dibuat dengan biaya murah, menyebabkan era perluasan besar perkeretaapian yang dimulai pada akhir tahun 1860-an. Rel baja lebih tahan lama daripada rel besi. Rel baja memungkinkan lokomotif yang lebih berat, sehingga memungkinkan kereta api yang lebih panjang dan meningkatkan produktivitasnya. Proses Bessemer memasukkan nitrogen ke dalam baja, yang menyebabkan baja menjadi retak seiring usia. Tungku perapian terbuka mulai menggantikan proses Bessemer menjelang akhir abad ke-19, meningkatkan kualitas baja dan selanjutnya memangkas biaya. Baja sepenuhnya menggantikan penggunaan besi pada rel dan menjadi standar untuk semua rel.