Il vanadio ha una forte affinità con il carbonio, l'ammoniaca e l'ossigeno e forma con essi composti stabili corrispondenti. Il vanadio esiste principalmente sotto forma di carburi nell'acciaio. La sua funzione principale è affinare la struttura e i grani dell'acciaio e ridurre la resistenza e la tenacità dell'acciaio. Quando disciolto in soluzione solida ad alta temperatura, la temprabilità aumenta; viceversa, quando esiste sotto forma di carburo, la temprabilità diminuisce. Il vanadio aumenta la stabilità al rinvenimento dell'acciaio bonificato e produce un effetto di indurimento secondario. Il contenuto di vanadio nell'acciaio, ad eccezione dell'acciaio per utensili ad alta velocità, generalmente non è superiore allo 0,5%.
Il vanadio può affinare i grani nell'acciaio legato ordinario a basso tenore di carbonio, migliorare la resistenza, il rapporto di snervamento e le caratteristiche a bassa temperatura dopo la normalizzazione e migliorare le prestazioni di saldatura dell'acciaio.
Il vanadio viene spesso utilizzato in combinazione con elementi come manganese, cromo, molibdeno e tungsteno nell'acciaio strutturale perché ridurrà la temprabilità in condizioni generali di trattamento termico. Il vanadio nell'acciaio bonificato migliora principalmente la resistenza e il rapporto di snervamento dell'acciaio, affina i grani e riduce la sensibilità al surriscaldamento. Poiché può affinare i grani dell'acciaio carburato, l'acciaio può essere temprato direttamente dopo la cementazione senza la necessità di tempra secondaria.
Il vanadio nell'acciaio per molle e nell'acciaio per cuscinetti può aumentare la resistenza e il rapporto di snervamento, in particolare aumentare il limite proporzionale e il limite elastico, ridurre la sensibilità alla decarburazione durante il trattamento termico, migliorando così la qualità della superficie. L'acciaio per cuscinetti al vanadio contenente pentacromo ha un'elevata dispersione di carbonizzazione e buone prestazioni.
Il vanadio affina i grani dell'acciaio per utensili, riduce la sensibilità al surriscaldamento, aumenta la stabilità al rinvenimento e la resistenza all'usura, prolungando così la durata dell'utensile.
Il titanio ha una forte affinità con l'azoto, l'ossigeno e il carbonio e ha un'affinità più forte con lo zolfo che con il ferro. Pertanto, è un buon degassante deossigenante e un elemento efficace nel fissare azoto e carbonio. Sebbene il titanio sia un forte elemento che forma carburo, non si combina con altri elementi per formare composti compositi. Il carburo di titanio ha una forte forza legante, stabilità e non è facile da decomporre. Nell'acciaio, può essere sciolto lentamente in soluzione solida solo se riscaldato a una temperatura superiore a 1000 gradi. Prima di essere sciolte, le particelle di carburo di titanio possono impedire la crescita dei grani. Poiché l'affinità tra titanio e carbonio è molto maggiore dell'affinità tra cromo e carbonio, il titanio è comunemente utilizzato nell'acciaio inossidabile per fissare il carbonio al suo interno ed eliminare l'impoverimento del cromo ai bordi dei grani, eliminando o riducendo così la corrosione intergranulare dell'acciaio. .
Il titanio è anche uno degli elementi forti che formano ferrite, che aumenta notevolmente le temperature A1 e A3 dell'acciaio. Il titanio può migliorare la plasticità e la tenacità dell'acciaio ordinario a bassa lega. Poiché il titanio fissa azoto e zolfo e forma carburo di titanio, aumenta la resistenza dell'acciaio. Dopo la normalizzazione, i grani vengono raffinati e i carburi vengono fatti precipitare per formare, il che può migliorare significativamente la plasticità e la resistenza agli urti dell'acciaio. L'acciaio strutturale legato al titanio ha buone proprietà meccaniche e di processo, ma il suo principale svantaggio è la temprabilità leggermente scarsa. .
Il titanio con circa 5 volte il contenuto di carbonio viene solitamente aggiunto all'acciaio inossidabile ad alto contenuto di cromo, che non solo può migliorare la resistenza alla corrosione (principalmente resistenza alla corrosione intergranulare) e la tenacità dell'acciaio; può inoltre prevenire e migliorare la tendenza all'accrescimento del grano dell'acciaio alle alte temperature. Proprietà di saldatura dell'acciaio.
