ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการถลุงเหล็กโลหะผสม ประมาณ 90% ของวานาเดียมที่บริโภคในโลกนี้ถูกใช้ในอุตสาหกรรมเหล็ก วาเนเดียมในเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำธรรมดาจะช่วยขัดเกลาขนาดของเกรน เพิ่มความแข็งแรงของเหล็ก และยับยั้งผลกระทบจากการเสื่อมสภาพ ในเหล็กโครงสร้างโลหะผสม การปรับแต่งเกรนจะเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็ก ใช้ร่วมกับโครเมียมหรือแมงกานีสในเหล็กสปริงเพื่อเพิ่มขีดจำกัดความยืดหยุ่นของเหล็กและปรับปรุงคุณภาพ ในเหล็กกล้าเครื่องมือ เป้าหมายหลักคือการปรับแต่งโครงสร้างและขนาดเกรนของเหล็ก เพิ่มความเสถียรในการอบคืนตัว เพิ่มผลการแข็งตัวขั้นที่สอง ปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ และยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ วาเนเดียมยังมีบทบาทสำคัญในเหล็กทนความร้อนและต้านทานไฮโดรเจน การเติมวานาเดียมในเหล็กหล่อส่งเสริมการก่อตัวของเพิร์ลไลต์เนื่องจากการก่อตัวของคาร์ไบด์ ทำให้ซีเมนไทต์มีความเสถียร และรูปร่างของอนุภาคกราไฟท์นั้นละเอียดและสม่ำเสมอ ทำให้ขนาดเกรนของเมทริกซ์ดีขึ้น ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความแข็ง ความต้านทานแรงดึง และความต้านทานการสึกหรอของการหล่อ
