Примерно 90 % мирового потребления ванадия приходится на сталелитейную промышленность. Ванадий используется в обычной низколегированной стали для измельчения зерна, повышения прочности стали и подавления эффекта старения. В легированной конструкционной стали измельчение зерна повышает прочность и вязкость стали. При использовании ванадия в сочетании с хромом или марганцем в пружинной стали он повышает предел упругости стали и улучшает ее качество. В инструментальной стали основной целью является измельчение структуры и размера зерна стали, повышение стабильности при отпуске, усиление эффекта вторичной закалки и повышение износостойкости.
Кроме того, ванадий упрочняет материал, повышая его износостойкость и продлевая срок службы инструмента. Ванадий также играет полезную роль в жаропрочных и водородостойких сталях. Добавление ванадия в чугун способствует образованию перлита за счет образования карбидов, стабилизирует цементит, а форма частиц графита становится мелкой и равномерной, уточняя размер зерна матрицы, тем самым повышая твердость, прочность на разрыв и износостойкость отливки.
