Il molibdeno (Mo) è stato inizialmente utilizzato come alternativa economica al tungsteno negli acciai per utensili e negli acciai rapidi ( HSS ). Il Mo ha circa la metà del peso atomico del tungsteno e una concentrazione dell'1% di molibdeno è all'incirca equivalente al 2% di tungsteno. Il Mo migliora la durezza e la resistenza all'usura degli acciai per utensili e favorisce la formazione di una matrice martensitica ottimale riducendo la "velocità di raffreddamento critica", anche in stampi grandi e complessi che non possono essere raffreddati rapidamente senza deformazioni o crepe. Il Mo, inoltre, interagisce con elementi come il cromo per produrre grandi quantità di carburi estremamente duri e resistenti all'usura. Gli acciai per utensili di qualità superiore richiedono un contenuto di Mo più elevato. Questi acciai altolegati possono essere utilizzati per la lavorazione, il taglio e la formatura di componenti metallici che richiedono elevata durezza, elevata resistenza e buona tenacità in un ampio intervallo di temperature.
Il molibdeno (Mo) viene spesso aggiunto agli acciai rapidi per utensili per resistere ai danni causati dallo scorrimento viscoso ad alta temperatura. Lo scorrimento viscoso ad alta temperatura è generalmente controllato dalla diffusione e l'aggiunta di molibdeno è molto efficace nel ridurne la velocità. Per le leghe induribili per invecchiamento con precipitazione della fase γ'Ni3(Al, Ti), l'aggiunta di Mo rinforza la matrice e riduce il disallineamento reticolare tra la matrice e la fase γ', migliorando così la stabilità della fase precipitata. Gli acciai rapidi possono essere definiti acciai per utensili che contengono più del 7% di Mo, W, V e più dello 0.60% di carbonio, il che descrive la loro capacità di tagliare ad "alta velocità". L'acciaio rapido T1, contenente il 18% di tungsteno, era l'acciaio da taglio preferito fino agli anni '1950, ma lo sviluppo di forni per trattamenti termici in atmosfera controllata ha reso possibile ed economico sostituire parte o tutto il tungsteno con il molibdeno. La relazione tra il contenuto di Mo e l'acciaio per utensili è mostrata come segue:
| Tipi di acciaio | Mo contenuto |
| Acciaio per stampi in plastica | <0.5 |
| Acciaio per stampi a freddo | 0.5-1.0 |
| Acciaio per stampi per lavorazione a caldo | <3.0 |
L'aggiunta del 5-10% di Mo può massimizzare efficacemente la durezza e la tenacità dell'HSS e preserva queste proprietà alle alte temperature generate dal taglio del metallo. Se la dimensione del carburo primario del ferro e del cromo aumenta rapidamente, l'acciaio si ammorbidisce e diventa fragile. Quando il Mo è in combinazione con il vanadio, riduce al minimo questo effetto convertendo i carburi in minuscoli carburi secondari che sono più stabili alle alte temperature.
Le eccellenti caratteristiche di taglio dell'acciaio rapido (HSS) sono state ulteriormente migliorate grazie all'utilizzo di un sottile e duro rivestimento in carburo di titanio che riduce l'attrito e migliora la resistenza all'usura, aumentando così la velocità di taglio e la durata dell'utensile. L' acciaio rapido contenente molibdeno presenta un'eccellente resistenza all'usura alle alte temperature ed è un materiale ideale per nuove applicazioni come anelli di tenuta delle valvole e anelli a camme per autoveicoli. Può essere utilizzato anche per la produzione di diversi utensili da taglio come punte da trapano, frese, utensili per ingranaggi, lame per seghe, ecc.
