回到卢森堡架设自己的私人实验室。1929年，克罗尔对不锈钢加入少量的钛，并以加热的方式在不锈钢中析出碳化钛颗粒作强化相，发明了析出硬化不锈钢。1930年代，他开始把研究精力专注在钛及上，在此之前，纯钛通常只是用于满足科学家好奇心的实验产物（虽说当时也有亨特法可以提炼产量稍大的纯钛了）。1938年，卢森堡的陶金工厂（Cerametal factory）进行史上第一次纯钛商品切削加工。1938年10月18日，威廉·克罗尔搭乘从瑟堡出发的玛莉皇后号（SS Queen Mary）抵达纽约。他联络数家美国非铁金属厂商