Vanadi có ái lực mạnh với carbon, amoniac và oxy và tạo thành các hợp chất ổn định tương ứng với chúng. Vanadi tồn tại chủ yếu ở dạng cacbua trong thép. Chức năng chính của nó là tinh chỉnh cấu trúc và hạt thép, đồng thời làm giảm độ bền và độ dẻo dai của thép. Khi hòa tan thành dung dịch rắn ở nhiệt độ cao, độ cứng tăng lên; ngược lại, khi tồn tại ở dạng cacbua thì độ cứng lại giảm. Vanadi làm tăng độ ổn định khi ủ của thép tôi và tạo ra hiệu ứng làm cứng thứ cấp. Hàm lượng vanadi trong thép, ngoại trừ thép công cụ tốc độ cao, thường không lớn hơn 0,5%.
Vanadi có thể tinh chế các hạt trong thép hợp kim cacbon thấp thông thường, cải thiện cường độ, tỷ lệ năng suất và đặc tính nhiệt độ thấp sau khi bình thường hóa và cải thiện hiệu suất hàn của thép.
Vanadi thường được sử dụng kết hợp với các nguyên tố như mangan, crom, molypden và vonfram trong kết cấu thép vì nó sẽ làm giảm độ cứng trong điều kiện xử lý nhiệt thông thường. Vanadi trong thép tôi và thép tôi chủ yếu cải thiện độ bền và tỷ lệ năng suất của thép, tinh chế các hạt và giảm độ nhạy quá nhiệt. Bởi vì nó có thể tinh chế các hạt trong thép được cacbon hóa, nên thép có thể được tôi trực tiếp sau khi cacbon hóa mà không cần phải tôi qua quá trình tôi thứ cấp.
Vanadi trong thép lò xo và thép chịu lực có thể làm tăng cường độ và tỷ số chảy, đặc biệt là tăng giới hạn tỷ lệ và giới hạn đàn hồi, giảm độ nhạy khử cacbon trong quá trình xử lý nhiệt, từ đó cải thiện chất lượng bề mặt. Thép chịu lực vanadi chứa Pentachromium có độ phân tán cacbon hóa cao và hiệu suất tốt.
Vanadi tinh chế các hạt trong thép công cụ, giảm độ nhạy quá nhiệt, tăng độ ổn định khi tôi luyện và chống mài mòn, từ đó kéo dài tuổi thọ của dụng cụ.
Titan có ái lực mạnh với nitơ, oxy và carbon và có ái lực mạnh hơn với lưu huỳnh so với sắt. Do đó, nó là một chất khử khí khử oxy tốt và là một yếu tố hiệu quả trong việc cố định nitơ và carbon. Mặc dù titan là nguyên tố tạo thành cacbua mạnh nhưng nó không kết hợp với các nguyên tố khác để tạo thành hợp chất tổng hợp. Cacbua titan có lực liên kết mạnh, ổn định và không dễ bị phân hủy. Trong thép, nó chỉ có thể hòa tan từ từ thành dung dịch rắn khi được nung nóng đến trên 1000 độ. Trước khi hòa tan, các hạt cacbua titan có thể ngăn chặn sự phát triển của hạt. Do ái lực giữa titan và carbon lớn hơn nhiều so với ái lực giữa crom và carbon, nên titan thường được sử dụng trong thép không gỉ để cố định carbon trong đó nhằm loại bỏ sự suy giảm crom ở ranh giới hạt, từ đó loại bỏ hoặc giảm sự ăn mòn giữa các hạt của thép. .
Titan cũng là một trong những nguyên tố tạo ferit mạnh, làm tăng mạnh nhiệt độ A1 và A3 của thép. Titan có thể cải thiện độ dẻo và độ dẻo dai của thép hợp kim thấp thông thường. Bởi vì titan cố định nitơ và lưu huỳnh và tạo thành cacbua titan nên nó làm tăng độ bền của thép. Sau khi bình thường hóa, các hạt được tinh chế và cacbua được kết tủa để hình thành, điều này có thể cải thiện đáng kể độ dẻo và độ bền va đập của thép. Thép kết cấu hợp kim chứa titan có tính chất cơ học và tính chất xử lý tốt, nhưng nhược điểm chính của nó là độ cứng hơi kém. .
Titan có hàm lượng carbon gấp khoảng 5 lần thường được thêm vào thép không gỉ có hàm lượng crôm cao, không chỉ có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn (chủ yếu là chống ăn mòn giữa các hạt) và độ bền của thép; nó cũng có thể ngăn ngừa và cải thiện xu hướng phát triển hạt của thép ở nhiệt độ cao. Tính chất hàn của thép.
