Industrijsko se proizvaja več vrst kovinskih zlitin vanadija za številne različne aplikacije. Vanadij je najpogosteje legiran z železom v različnih jeklenih zlitinah, legiran pa je tudi z materiali, kot sta titan in galij. Kovinski vanadij se uporablja zaradi svoje visoke trdnosti in sposobnosti ohranjanja te trdnosti pri visokih temperaturah. Nekatere vanadijeve zlitine imajo tudi druge uporabne lastnosti, kot sta superprevodnost in odpornost proti koroziji.
Vanadij je srebrno siva kovina. To je element 23 v periodični tabeli, njegova najpogostejša oblika pa ima atomsko težo 50.9. Je mehka in duktilna, s tališčem 3470°F (1910°C ali 2183°K). V naravi ga nikoli ne najdemo v čistem stanju in se za človeško uporabo pridobiva iz mineralov, kot so vanadinit, magnetit in karotit, običajno v obliki vanadijevega oksida (V205), imenovanega tudi vanadijev pentoksid. Ima dva naravna izotopa, pri čemer je velika večina vanadija v obliki vanadija-51, ki je stabilen, in majhen odstotek v obliki radioaktivnega izotopa vanadij-50.
Zlitina železo-vanadij, izdelana iz vsaj 35 odstotkov vanadija, se imenuje ferovanadij. Ferovanadij se uporablja pri proizvodnji jekel iz vanadija in železa, pri čemer se primarno uporablja kovinski vanadij. Te jeklene zlitine včasih vključujejo tudi druge legirne kovine, kot so nikelj, aluminij in krom.
Vanadij daje jeklu večjo trdnost in boljšo zmogljivost pri visokih temperaturah. Visokoogljična vanadijeva jekla imajo zelo majhne količine vanadija, približno 0.15 do 0.25 odstotka. Hitrorezna orodna jekla imajo lahko veliko višjo vsebnost kovinskega vanadija, kar 14.5 odstotka. Jeklene zlitine, ki vsebujejo vanadij, se pogosto uporabljajo v aplikacijah, ki zahtevajo trdnost in odpornost na toploto, kot so rezalna orodja in deli motorja.
Vanadij se uporablja tudi v titanovih zlitinah, običajno v kombinaciji s kovinskim aluminijem. Te zlitine, ki običajno vsebujejo okoli 4 odstotke vanadija, so drage, vendar imajo lahko odlično trdnost in žilavost, ki se vzdržujeta pri zelo visokih temperaturah. So tudi lahke in odporne proti koroziji. Titanove zlitine, ki vsebujejo vanadij, se običajno uporabljajo za vesoljske in vojaške aplikacije, ki zahtevajo visoko toplotno odpornost, na primer v motorjih in turbinah ter v motorjih visoko zmogljivih avtomobilov. Imajo tudi visoko biokompatibilnost, kar pomeni, da nimajo toksičnih učinkov na živo tkivo ali povzročajo škodljive odzive imunskega sistema, zato se pogosto uporabljajo v implantiranih medicinskih pripomočkih.
Vanadij, legiran z galijem, je superprevodna zlitina, ki se uporablja v superprevodnih magnetih. Superprevodnik je material, ki pri zelo nizkih temperaturah prevaja elektriko brez električnega upora. Vanadij-galij postane superprevoden pri temperaturi le 14.2° Kelvina nad absolutno ničlo (-434.1°F ali -258.9°C). Vanadijeve zlitine lahko vsebujejo tudi majhne količine drugih elementov, kot so niobij, kositer ali platina.