为了提高钢的某些性能从而在冶炼过程中获得一些特殊性能，有意添加了称为合金元素的元素。 常见的合金元素有铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、硅、锰、铝、铜、硼、稀土等。 磷、硫、氮在一定情况下也在合金中发挥作用。

钒与碳、氨、氧具有很强的亲和力，形成适当的稳定化合物。 钒在钢中主要以碳化物的形式存在。 其主要作用是组织和细化钢的晶粒，降低钢的强度和韧性。 当在高温下溶解在固溶体中时，淬透性增加；相反，至于当碳化物形成时，淬透性降低。 钒增加淬硬钢回火的稳定性和二次硬化效果。 含钒钢中除高速工具钢外，一般不超过0.5%。

钒合金钢在普通低碳能量晶粒细化中提高了正火后的强度和屈服比和低温特性，提高了可焊性。

一般来说，钒合金结构钢由于热处理条件一般会降低淬透性，因此结构钢经常与锰、铬、钼和钨等元素配合使用。 调质钢中的钒主要是为了提高钢的强度和屈服比、晶粒细化、热敏度的提高。 渗碳钢由于能细化晶粒，钢在渗碳后可直接淬火，无需二次淬火。

钒弹簧钢和轴承钢可以提高强度和屈服比，特别是提高比例极限和弹性极限，降低脱碳热处理的敏感性，以提高表面质量。 五铬钒轴承钢，硬质合金，分散性高，性能好。

钒工具钢晶粒细化，降低耐热性，提高回火稳定性和耐磨性，从而延长工具寿命。

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