往高强度微合金化钢中添加钒的主要目的是通过V（C、N）微粒来实现析出强化。通常来说，在奥氏体/铁素体相变期间及之后从奥氏体化温度开始的连续冷却过程中，V（C、N）微粒的析出是最为有效的。然而，在N含量很高的情况下，可能在奥氏体中就已经有了VN粒子的析出。可以证实这些VN粒子能促进针状铁素体的晶内形核，从而有效改善高强度钢韧性。可见，这种添加钒的方式可以间接地促进针状铁素体的形成，从而改善韧性。跟其他合金化元素（如Ti和Nb)一样，N对显微组织和力学性能的影响基本上与跟钒之间的反应有关。
可以采用金相及力学试验来搞清楚钒和氮对中碳微合金化锻造钢的显微组织和力学性能的影响。研究所采用的是三种钒和氮含量不同的钢，具体成分如下：
|
钢 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Ni |
Mo |
V |
Ti |
Al |
N |
|
高氮钢 |
0.26 |
0.30 |
1.48 |
0.0080 |
0.0080 |
0.29 |
0.16 |
0.03 |
0.12 |
0.01 |
0.02 |
0.0166 |
|
低氮钢 |
0.25 |
0.34 |
1.47 |
0.0060 |
0.0080 |
0.29 |
- |
0.01 |
0.12 |
0.01 |
0.02 |
0.0057 |
|
无钒钢 |
0.25 |
0.32 |
1.46 |
0.0070 |
0.0080 |
0.28 |
0.18 |
0.03 |
- |
0.01 |
0.02 |
0.0059 |
试验研究所采用的钢样的制备过程如下：真空炉→浇注→铸锭二次加热至1200℃→压锻成80×80mm棒→再加热至1150℃→热轧→制成试样。研究表明：
钒的加入可以抑制铁素体-珠光体的形成，并在低的二次加热温度（950-1150℃）下促进贝氏体的形成；
N含量增加，促进了针状铁素体的形成，这是由于VN粒子的析出有利于晶内形核；
在低N和高N含钒钢中均发现在高的二次加热温度下（1250-1300℃）针状铁素体占主导地位，这说明在这种条件下VN粒子的析出和晶内形核更加有效。
强度随着钒和氮添加量的增加而增加应归功于V（CN）粒子的析出强化作用；
随着显微组织的变化，即束状贝氏体、针状铁素体和细小的铁素体-珠光体的相继出现，冲击韧性提高。（余冶）
