La première locomotive à vapeur autopropulsée fait son apparition à l'usine sidérurgique de Pen-y-Darren au Pays de Galles.
Penydarren Ironworks était la quatrième des grandes usines sidérurgiques établies à Merthyr Tydfil dans le sud du Pays de Galles.
Construit en 1784 par les frères Samuel Homfray, Jeremiah Homfray et Thomas Homfray, tous fils de Francis Homfray de Stourbridge. Leur père, Francis, y dirigea un temps un entrepôt de clous pour Ambrose Crowley. La plupart des membres de la famille étaient impliqués dans le commerce en tant que maîtres sidérurgistes ou quincailliers (dans ce contexte signifiant un fabricant de produits en fer). Samuel a construit la maison Penydarren sur la rive opposée de la rivière Taf, comme maison pour la famille locale.
Parce que les propriétaires de l'usine sidérurgique de Cyfarthfa dominaient la gestion du canal du Glamorganshire, les autres usines sidérurgiques de Merthyr Tydfil ont construit un tramway vers Abercynon, contournant les sections supérieures du canal. Ce "Penydarren Tramroad" (plus correctement, le Merthyr Tramroad) a été utilisé pour un essai de la première locomotive à vapeur ferroviaire, construite par Richard Trevithick. Cela a réussi à transporter des wagons mais était si lourd qu'il a cassé de nombreux rails. Le moteur a ensuite été utilisé à d'autres fins en tant que moteur stationnaire.
L'entreprise a été financée par William Forman de la Tour de Londres, qui a fourni tout le capital, en partie sur hypothèque mais en prenant lui-même une part. Samuel Homfray quitta l'entreprise en 1813. En 1819, les associés étaient William Forman et William Thompson de Londres. William Forman a mis les œuvres en vente en 1859 et la Dowlais Iron Company a acheté le terrain minéral. Les travaux ont été utilisés par intermittence par divers autres jusqu'en 1883. Certains vestiges des travaux sont encore visibles.
Une locomotive à vapeur est un véhicule ferroviaire qui fournit la force nécessaire pour se déplacer et déplacer d'autres véhicules au moyen de l'expansion de la vapeur. la chaudière de la locomotive au point où elle devient gazeuse et son volume augmente de 1 700 fois. Fonctionnellement, c'est une machine à vapeur sur roues.
Dans la plupart des locomotives, la vapeur est admise alternativement à chaque extrémité de ses cylindres, dans lesquels des pistons sont reliés mécaniquement aux roues principales de la locomotive. Les approvisionnements en carburant et en eau sont généralement transportés avec la locomotive, soit sur la locomotive elle-même, soit dans un tender couplé à celle-ci. Les variantes de cette conception générale comprennent des chaudières électriques, des turbines à la place des pistons et l'utilisation de vapeur générée à l'extérieur.
Les locomotives à vapeur ont été développées pour la première fois au Royaume-Uni au début du XIXe siècle et utilisées pour le transport ferroviaire jusqu'au milieu du XXe siècle. Richard Trevithick a construit la première locomotive à vapeur connue pour avoir transporté une charge sur une distance à Pen-y-darren en 1804, bien qu'il ait produit une locomotive antérieure pour un essai à Coalbrookdale en 1802. Salamanque, construite en 1812 par Matthew Murray pour le Middleton Railway , a été la première locomotive à vapeur à succès commercial. La locomotive n° 1, construite par George Stephenson et la société de son fils Robert, Robert Stephenson and Company, fut la première locomotive à vapeur à transporter des passagers sur un chemin de fer public, le Stockton and Darlington Railway, en 1825. Un développement rapide s'ensuivit ; en 1830, George Stephenson ouvrit le premier chemin de fer public interurbain, le Liverpool and Manchester Railway , après que le succès de Rocket aux Rainhill Trials de 1829 eut prouvé que les locomotives à vapeur pouvaient accomplir de telles tâches. Robert Stephenson and Company était le principal constructeur de locomotives à vapeur au cours des premières décennies de vapeur pour les chemins de fer au Royaume-Uni, aux États-Unis et dans une grande partie de l'Europe. Vers la fin de l'ère de la vapeur, l'accent britannique de longue date sur la vitesse a culminé dans un record, toujours inégalé, de 126 miles par heure (203 kilomètres par heure) par LNER Classe A4 4468 Mallard. Aux États-Unis, des gabarits de chargement plus grands ont permis le développement de très grosses locomotives lourdes telles que l' Union Pacific Big Boy , qui pesait 540 tonnes longues (550 t; 600 tonnes courtes) et avait un effort de traction de 135 375 livres-force (602 180 newtons). Depuis le début des années 1900, les locomotives à vapeur ont été progressivement remplacées par des locomotives électriques et diesel, les chemins de fer se convertissant entièrement à l'énergie électrique et diesel à partir de la fin des années 1930. La majorité des locomotives à vapeur ont été retirées du service régulier dans les années 1980, bien que plusieurs continuent de fonctionner sur des lignes touristiques et patrimoniales.