Molybdeen (Mo) werd voor het eerst gebruikt als een kosteneffectief alternatief voor wolfraam in gereedschapsstaal en snelstaal ( HSS ). Mo heeft ongeveer de helft van het atoomgewicht van wolfraam, en 1% molybdeen is ongeveer gelijk aan 2% wolfraam. Mo verbetert de hardheid en slijtvastheid van gereedschapsstaal en bevordert de vorming van een optimale martensietmatrix door de "kritische afkoelsnelheid" te verlagen, zelfs in grote en complexe mallen die niet snel kunnen afkoelen zonder vervorming of scheuren. Mo werkt ook samen met elementen zoals chroom om grote hoeveelheden extreem harde en slijtvaste carbiden te produceren. Hogere kwaliteiten gereedschapsstaal vereisen bovendien een hoger molybdeengehalte. Deze hooggelegeerde staalsoorten kunnen worden gebruikt voor het bewerken, snijden en vormen van metalen onderdelen waar een hoge hardheid, hoge sterkte en goede taaiheid over een breed temperatuurbereik vereist zijn.
Molybdeen (Mo) wordt vaak toegevoegd aan snelstaal om schade door kruip bij hoge temperaturen te voorkomen. Kruip bij hoge temperaturen is over het algemeen diffusiegestuurd en de toevoeging van molybdeen is zeer effectief in het verminderen van de kruipsnelheid. Voor de verouderingshardende legering die is geprecipiteerd door de γ'Ni3(Al,Ti)-fase, versterkt de toevoeging van Mo de matrix en vermindert de roosterverschillen tussen de matrix en de γ'-fase, waardoor de stabiliteit van de geprecipiteerde fase verbetert. Snelstaal kan worden aangeduid als gereedschapsstaal dat meer dan 7% Mo, W, V en meer dan 0.60% koolstof bevat, wat hun vermogen om met "hoge snelheid" te snijden beschrijft. Snelstaal T1 met 18% wolfraam was tot de jaren 1950 het meest gebruikte snijstaal, maar de ontwikkeling van warmtebehandelingsovens met gecontroleerde atmosfeer maakte het mogelijk en economisch om een deel of al het wolfraam te vervangen door molybdeen. De relatie tussen het Mo-gehalte en het gereedschapsstaal ziet er als volgt uit:
| Staalsoorten | Mo inhoud |
| Kunststof gietstaal | <0.5 |
| Koudgietstaal | 0.5-1.0 |
| Warmwerkend gietstaal | <3.0 |
De toevoeging van 5-10% Mo kan de hardheid en taaiheid van HSS effectief maximaliseren en behoudt deze eigenschappen bij de hoge temperaturen die worden gegenereerd door het snijden van het metaal. Als de primaire carbidegrootte van ijzer en chroom snel toeneemt, zal het staal zachter en broos worden. Wanneer Mo in combinatie met vanadium is, wordt dit effect geminimaliseerd door carbiden om te zetten in kleine secundaire carbiden die stabieler zijn bij hoge temperaturen.
De superieure snijeigenschappen van HSS zijn verder verbeterd door het gebruik van een dunne, harde titaniumcarbidecoating. Deze coating vermindert wrijving en verbetert de slijtvastheid, waardoor de snijsnelheid en de levensduur van het gereedschap toenemen. Het hogesnelheidsstaal met molybdeen heeft een uitstekende slijtvastheid bij hoge temperaturen en is een ideaal materiaal voor nieuwe toepassingen zoals klepzittingen en nokkenasringen in de automobielindustrie. Het kan ook worden gebruikt voor de productie van diverse snijgereedschappen, zoals boren, freesgereedschappen, tandwielfrezen, zaagbladen, enzovoort.
