Сталь По традиции японские клинки делаются из рафинированной стали.

Процесс их изготовления уникален своей "традиционностью" (согласно Псевдо-Аристотелю, именно с таким сырьем имели дело изобретатели металлургии железа - халибы) и обусловлен применением железистого песка, который очищается под воздействием высоких температур для получения железа с более высокими показателями чистоты. Из железистого песка добывается сталь. Раньше процесс осуществлялся в печи татара (прямоугольной сыродутной печи). Полученная из песков крица по составу неоднородна, доля углерода в нем колеблется от 0,6 до 1,5 %. Для клинка же требуется сталь с неизменным процентом углерода (приблизительно 0,6—0,7 %). Чтобы полностью очистить металл и добиться требуемого и равномерного содержания в нем углерода, была разработана специальная техника складывания, высокая эффективность которой сопоставима с ее трудоемкостью. Особенностью железистого песка является низкое содержание серы и фосфора, которые способствуют сегрегации (нарушению кристаллической структуры стали) и потому нежелательны. По той же причине во время ковки используется малосернистый древесный уголь.
Сначала стальные осколки перековываются в слитки, которые в свою очередь раскаляются, складываются по длине и ширине и посредством ковки снова возвращаются к прежней форме.
В процессе ковки происходит угар стали, вследствие чего металл теряет в весе. Одновременно из-за окисления уменьшается доля углерода. Для контроля над этими процессами во время ковки соединяются слитки с разным содержанием углерода. После многократного сложения стали образуются многочисленные тончайшие слои, которые после специальной полировки и заточки становятся заметны на поверхности лезвия.
Данная методика служит исключительно для очистки стали, достижения однородности ее структуры и регулирования содержания углерода. Мнение, что хорошая катана должна состоять из как можно большего числа слоев стали, ошибочно. В зависимости от качества тамахаганэ и желаемого процента углерода слиток перековывается от 10 до 20 раз. Кузнец (как, например, Канэнобу или кто-то из его рода) повторяет цикл столько раз, сколько необходимо для получения однородного слитка с требуемыми характеристиками. Излишнее растягивание этого процесса размягчает сталь и ведет к дальнейшим потерям металла из-за угара.У заводских катан времен Второй мировой войны сталь обычно содержит от 95,22 до 98,12 % железа и 1,5 % углерода, благодаря чему сталь имеет высокую твердость. Дополнительно в ней содержится некоторое количество кремния, придающего клинку высокую гибкость и высокую ударную вязкость. В умеренных количествах (в зависимости от места добычи сырья) могут присутствовать медь, марганец, вольфрам, молибден, а также случайные вкрапления титана.