وانادیم میل ترکیبی قوی با کربن، آمونیاک و اکسیژن دارد و ترکیبات پایدار مربوطه را با آنها تشکیل می دهد. وانادیوم عمدتاً به شکل کاربید در فولاد وجود دارد. عملکرد اصلی آن پالایش ساختار و دانه های فولاد و کاهش استحکام و چقرمگی فولاد است. هنگامی که در محلول جامد در دمای بالا حل می شود، سختی پذیری افزایش می یابد. برعکس، زمانی که به صورت کاربید وجود داشته باشد، سختی پذیری کاهش می یابد. وانادیوم پایداری تلطیف فولاد کوئنچ شده را افزایش می دهد و یک اثر سخت شدن ثانویه ایجاد می کند. محتوای وانادیوم در فولاد، به استثنای فولاد ابزار با سرعت بالا، معمولاً بیشتر از 0.5٪ نیست.
وانادیوم می تواند دانه ها را در فولاد آلیاژی کم کربن معمولی تصفیه کند، استحکام، نسبت تسلیم و ویژگی های دمای پایین را پس از نرمال شدن بهبود بخشد و عملکرد جوش فولاد را بهبود بخشد.
وانادیوم اغلب در ترکیب با عناصری مانند منگنز، کروم، مولیبدن و تنگستن در فولاد سازه ای استفاده می شود زیرا باعث کاهش سختی در شرایط عملیات حرارتی عمومی می شود. وانادیوم موجود در فولاد کوبیده شده و سکوریت شده عمدتاً استحکام و نسبت عملکرد فولاد را بهبود می بخشد، دانه ها را تصفیه می کند و حساسیت به گرمای بیش از حد را کاهش می دهد. از آنجایی که میتواند دانههای فولاد کربوریزه را تصفیه کند، فولاد را میتوان مستقیماً پس از کربورسازی بدون نیاز به کوئنچ ثانویه کوئنچ کرد.
وانادیوم در فولاد فنری و فولاد بلبرینگ می تواند استحکام و نسبت تسلیم را افزایش دهد، به ویژه حد متناسب و حد الاستیک را افزایش می دهد، حساسیت دفع کربن را در طول عملیات حرارتی کاهش می دهد و در نتیجه کیفیت سطح را بهبود می بخشد. فولاد وانادیوم حاوی پنتاکروم دارای پراکندگی کربنیزه بالا و عملکرد خوب است.
وانادیوم دانههای فولاد ابزار را تصفیه میکند، حساسیت به گرمای بیش از حد را کاهش میدهد، پایداری تلطیف و مقاومت در برابر سایش را افزایش میدهد و در نتیجه عمر مفید ابزار را افزایش میدهد.
تیتانیوم میل ترکیبی قوی با نیتروژن، اکسیژن و کربن دارد و میل ترکیبی قوی تری با گوگرد نسبت به آهن دارد. بنابراین، یک عامل گاز زدایی کننده اکسیژن خوب و یک عنصر موثر در تثبیت نیتروژن و کربن است. اگرچه تیتانیوم یک عنصر تشکیل دهنده کاربید قوی است، اما با عناصر دیگر ترکیب نمی شود و ترکیبات مرکب را تشکیل می دهد. کاربید تیتانیوم دارای نیروی اتصال قوی، پایداری است و به راحتی تجزیه نمی شود. در فولاد، تنها زمانی که تا دمای بالای 1000 درجه حرارت داده شود، می توان آن را به آرامی در محلول جامد حل کرد. قبل از حل شدن، ذرات کاربید تیتانیوم می توانند از رشد دانه جلوگیری کنند. از آنجایی که میل ترکیبی بین تیتانیوم و کربن بسیار بیشتر از میل ترکیبی بین کروم و کربن است، معمولاً از تیتانیوم در فولاد ضد زنگ برای تثبیت کربن موجود در آن استفاده میشود تا از تهی شدن کروم در مرز دانهها حذف شود و در نتیجه خوردگی بین دانهای فولاد را حذف یا کاهش دهد. .
تیتانیوم نیز یکی از عناصر تشکیل دهنده فریت قوی است که دمای A1 و A3 فولاد را به شدت افزایش می دهد. تیتانیوم می تواند انعطاف پذیری و چقرمگی را در فولاد کم آلیاژ معمولی بهبود بخشد. از آنجایی که تیتانیوم نیتروژن و گوگرد را تثبیت می کند و کاربید تیتانیوم را تشکیل می دهد، استحکام فولاد را افزایش می دهد. پس از نرمال شدن، دانه ها تصفیه می شوند و کاربیدها رسوب می کنند تا شکل بگیرند، که می تواند به طور قابل توجهی انعطاف پذیری و چقرمگی ضربه فولاد را بهبود بخشد. فولاد ساختاری آلیاژی حاوی تیتانیوم دارای خواص مکانیکی و خواص فرآیندی خوبی است، اما نقطه ضعف اصلی آن سختی کمی ضعیف است. .
تیتانیوم با حدود 5 برابر کربن معمولاً به فولاد ضد زنگ با کروم بالا اضافه می شود که نه تنها می تواند مقاومت در برابر خوردگی (عمدتاً مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای) و چقرمگی فولاد را بهبود بخشد. همچنین می تواند از تمایل رشد دانه فولاد در دماهای بالا جلوگیری کرده و بهبود بخشد. خواص جوشکاری فولاد
