Industrijski se proizvodi nekoliko vrsta legura metala vanadija za različite primjene. Vanadij se najčešće legira željezom u raznim legurama čelika, ali se također legira s materijalima kao što su titan i galij. Metalni vanadij koristi se zbog svoje visoke čvrstoće i sposobnosti da tu čvrstoću održi na visokim temperaturama. Neke legure vanadija imaju i druga korisna svojstva, kao što su supravodljivost i otpornost na koroziju.
Vanadij je metal srebrno-sive boje. To je element 23 u periodnom sustavu, a njegov najčešći oblik ima atomsku težinu od 50.9. Mekan je i duktilan, s točkom taljenja od 3470°F (1910°C ili 2183°K). Nikada se ne nalazi u čistom stanju u prirodi i ekstrahira se za ljudsku upotrebu iz minerala kao što su vanadinit, magnetit i karotit, obično u obliku vanadijevog oksida (V205), koji se također naziva vanadijev pentoksid. Ima dva prirodna izotopa, s velikom većinom vanadija u obliku vanadija-51, koji je stabilan, i malim postotkom u obliku radioaktivnog izotopa vanadija-50.
Legura željezo-vanadij napravljena od najmanje 35 posto vanadija naziva se ferovanadij. Ferovanadij se koristi u proizvodnji čelika izrađenih od vanadija i željeza, primarne upotrebe za metalni vanadij. Ove legure čelika također ponekad uključuju druge legirajuće metale, kao što su nikal, aluminij i krom.
Vanadij daje čeliku veću čvrstoću i bolje performanse na visokim temperaturama. Vanadijevi čelici s visokim udjelom ugljika imaju vrlo male količine vanadija, oko 0.15 posto do 0.25 posto. Brzorezni alatni čelici mogu imati mnogo veći udio metala vanadija, čak 14.5 posto. Čelične legure koje sadrže vanadij često se koriste u aplikacijama koje zahtijevaju čvrstoću i otpornost na toplinu, kao što su alati za rezanje i dijelovi motora.
Vanadij se također koristi u legurama titana, obično u kombinaciji s metalnim aluminijem. Ove legure, koje obično sadrže oko 4 posto vanadija, skupe su, ali mogu imati izvrsnu čvrstoću i žilavost koja se održava na vrlo visokim temperaturama. Također su lagani i otporni na koroziju. Titanove legure koje sadrže vanadij obično se koriste za zrakoplovne i vojne primjene koje zahtijevaju visoku otpornost na toplinu, kao što su motori i turbine, te u motorima automobila visokih performansi. Također imaju visoku biokompatibilnost, što znači da nemaju toksične učinke na živo tkivo niti izazivaju štetne reakcije imunološkog sustava, pa se često koriste u implantiranim medicinskim uređajima.
Vanadij legiran galijem je supravodljiva legura koja se koristi u supravodljivim magnetima. Supervodič je materijal koji provodi struju bez električnog otpora pri vrlo niskim temperaturama. Vanadij-galij postaje supravodljiv na temperaturi od samo 14.2° Kelvina iznad apsolutne nule (-434.1°F ili -258.9°C). Legure vanadija i galija također mogu sadržavati male količine drugih elemenata kao što su niobij, kositar ili platina.