O vanádio tem uma forte afinidade com carbono, amônia e oxigênio e forma com eles compostos estáveis correspondentes. O vanádio existe principalmente na forma de carbonetos no aço. Sua principal função é refinar a estrutura e os grãos do aço e reduzir a resistência e tenacidade do aço. Quando dissolvido em solução sólida em alta temperatura, a temperabilidade aumenta; inversamente, quando existe na forma de carboneto, a temperabilidade diminui. O vanádio aumenta a estabilidade do revenido do aço temperado e produz um efeito de endurecimento secundário. O teor de vanádio no aço, exceto no aço para ferramentas de alta velocidade, geralmente não é superior a 0,5%.
O vanádio pode refinar os grãos em ligas de aço comuns de baixo carbono, melhorar a resistência, a taxa de rendimento e as características de baixa temperatura após a normalização e melhorar o desempenho de soldagem do aço.
O vanádio é frequentemente usado em combinação com elementos como manganês, cromo, molibdênio e tungstênio em aço estrutural porque reduzirá a temperabilidade sob condições gerais de tratamento térmico. O vanádio no aço temperado e revenido melhora principalmente a resistência e a relação de escoamento do aço, refina os grãos e reduz a sensibilidade ao superaquecimento. Como pode refinar os grãos do aço carburizado, o aço pode ser temperado diretamente após a cementação, sem a necessidade de têmpera secundária.
O vanádio no aço para molas e no aço para rolamentos pode aumentar a resistência e a relação de rendimento, especialmente aumentar o limite proporcional e o limite elástico, reduzir a sensibilidade à descarbonetação durante o tratamento térmico, melhorando assim a qualidade da superfície. O aço para rolamento de vanádio contendo pentacromo possui alta dispersão de carbonização e bom desempenho.
O vanádio refina os grãos do aço para ferramentas, reduz a sensibilidade ao superaquecimento, aumenta a estabilidade do revenido e a resistência ao desgaste, prolongando assim a vida útil da ferramenta.
O titânio tem uma forte afinidade com nitrogênio, oxigênio e carbono, e tem uma afinidade mais forte com o enxofre do que com o ferro. Portanto, é um bom agente desoxigenante e desgaseificador e um elemento eficaz na fixação de nitrogênio e carbono. Embora o titânio seja um elemento formador de carboneto forte, ele não se combina com outros elementos para formar compostos compósitos. O carboneto de titânio tem forte força de ligação, estabilidade e não é fácil de decompor. No aço, ele só pode ser dissolvido lentamente em solução sólida quando aquecido acima de 1000 graus. Antes de serem dissolvidas, as partículas de carboneto de titânio podem impedir o crescimento de grãos. Como a afinidade entre o titânio e o carbono é muito maior do que a afinidade entre o cromo e o carbono, o titânio é comumente usado em aço inoxidável para fixar o carbono nele e eliminar o esgotamento do cromo nos limites dos grãos, eliminando ou reduzindo assim a corrosão intergranular do aço. .
O titânio também é um dos fortes elementos formadores de ferrita, o que aumenta fortemente as temperaturas A1 e A3 do aço. O titânio pode melhorar a plasticidade e a tenacidade do aço comum de baixa liga. Como o titânio fixa nitrogênio e enxofre e forma carboneto de titânio, aumenta a resistência do aço. Após a normalização, os grãos são refinados e os carbonetos são precipitados para se formar, o que pode melhorar significativamente a plasticidade e a resistência ao impacto do aço. O aço estrutural de liga contendo titânio tem boas propriedades mecânicas e de processo, mas sua principal desvantagem é uma temperabilidade ligeiramente baixa. .
Titânio com cerca de 5 vezes o teor de carbono é geralmente adicionado ao aço inoxidável com alto teor de cromo, o que pode não apenas melhorar a resistência à corrosão (principalmente resistência à corrosão intergranular) e a tenacidade do aço; também pode prevenir e melhorar a tendência de crescimento de grãos do aço em altas temperaturas. Propriedades de soldagem do aço.
