به منظور بهبود خواص خاص فولاد و در نتیجه بدست آوردن برخی خواص ویژه در فرآیند ذوب، عمداً عناصری به نام عناصر آلیاژی اضافه می شود.عناصر آلیاژی رایج عبارتند از: کروم، نیکل، مولیبدن، تنگستن، وانادیم، تیتانیوم، نیوبیم، زیرکونیوم، کبالت، سیلیکون، منگنز، آلومینیوم، مس، بور، خاک کمیاب و غیره.فسفر، گوگرد، نیتروژن نیز در شرایط خاصی در آلیاژ نقش دارند.

وانادیم و کربن، آمونیاک، اکسیژن میل ترکیبی قوی با تشکیل ترکیب پایدار مناسب دارد.وانادیوم در فولاد عمدتاً به شکل کاربید موجود است.نقش اصلی آن سازماندهی و پالایش دانه فولاد، کاهش استحکام و چقرمگی فولاد است.هنگامی که در محلول جامد در دمای بالا حل می شود، سختی پذیری را افزایش می دهد.برعکس، زمانی که کاربیدها تشکیل می شوند، سختی پذیری کمتری دارند.وانادیوم باعث افزایش پایداری حرارت فولاد سخت شده و اثر سخت شدن ثانویه می شود.محتوای وانادیم در فولاد حاوی، علاوه بر فولاد ابزار با سرعت بالا، معمولاً بیش از 0.5٪ نیست.

فولادهای آلیاژی وانادیوم در پالایش دانه با انرژی کم کربن معمولی برای بهبود استحکام و نسبت تسلیم پس از عادی سازی و ویژگی های دمای پایین، جوش پذیری بهبود یافته است.

به طور کلی، فولادهای ساختاری آلیاژی وانادیوم به دلیل شرایط عملیات حرارتی به طور کلی سختی پذیری را کاهش می دهند، بنابراین فولاد ساختاری اغلب در ترکیب با منگنز، کروم، مولیبدن و تنگستن و سایر عناصر استفاده می شود.وانادیوم در فولاد خاموش شده و حرارتی عمدتاً برای بهبود استحکام فولاد و نسبت عملکرد، پالایش دانه، حساسیت حرارتی انتخاب شده است.فولاد کربن دار به دلیل اینکه می تواند دانه را تصفیه کند، فولاد می تواند بدون سخت شدن ثانویه، پس از کربورسازی مستقیماً خاموش شود.

فولاد فنر وانادیوم و فولاد بلبرینگ می تواند استحکام و نسبت تسلیم را بهبود بخشد، به ویژه برای بهبود حد متناسب و حد الاستیک، برای کاهش حساسیت عملیات حرارتی کربن زدایی برای بهبود کیفیت سطح.فولاد پنج کروم وانادیوم، کاربید، پراکندگی بالا و عملکرد خوب.

پالایش دانه فولاد ابزار وانادیوم، حساسیت حرارتی را کاهش می‌دهد، پایداری حرارت و مقاومت در برابر سایش را افزایش می‌دهد و در نتیجه عمر ابزار را افزایش می‌دهد.