Molybdeen(vaak "moly" genoemd) heeft veel belangrijke toepassingen in gelegeerd en roestvrij staal, gelegeerd gietijzer en superlegeringen. Molybdeen is een krachtig hardingsmiddel en is een bestanddeel van veel warmtebehandelbare gelegeerde staalsoorten.
Het vertraagt het zacht worden bij hogere temperaturen en wordt daarom gebruikt in ketel- en drukvatstaal, evenals in verschillende soorten hogesnelheidsstaal en ander gereedschapsstaal. Molybdeen verbetert de corrosieweerstand van roestvrij staal.
In HSLA-staal produceert het naaldvormige ferrietstructuren. Molybdeen is de basis voor verschillende gewalste tweefasige staalsoorten die in automobieltoepassingen worden gebruikt.
Hoewel molybdeen vaak door elkaar kan worden gebruikt met chroom en vanadium, zijn de eigenschappen die het verleent in veel gevallen uniek.
Als gevolg hiervan is het gebruik ervan de afgelopen decennia aanzienlijk toegenomen, waarbij de vraag vaak groter is dan het aanbod.
Molybdeen wordt geleverd als ferromolybdeen. Ferromolybdeen bevat minimaal 60% Mo. Er kan maximaal 1% silicium en koper aanwezig zijn. Omdat het een relatief dure en spaarzaam gebruikte legeringstoevoeging is, wordt ferromolybdeen verpakt in blikjes of zakken om hanteringsverliezen te voorkomen.