黑色材料
合金钢、不锈钢、工具钢及铸铁是钼的主要应用领域，其生产量决定着钼的需求，钼在上述钢铁中的作用如下：
●降低冷却速率至适当值获得一种硬马氏体组织，因而提高了大截面构件的强度、硬度和韧性；
●降低回火脆性；
●抗氢脆；
●抗硫化物引起的应力开裂；
●提高高温强度；
●改善不锈钢的防腐性，特别是防氯化物点蚀；
●改善高强度低合金钢的焊接性能。
有色合金
在大多数超合金及许多镍基、钛基合金中，钼是一种重要的添加元素。在高温下钼能有效加速固体强化，防止氯化物点蚀，提高在还原液中的防腐性能。
钼基合金
钼及钼合金的用途十分广泛，这是因为它有许多特性，如强度高（2000℃），热膨胀系数低，优良的导热与导电性能，对熔融玻璃、熔盐及熔融金属有较高的防腐性，还可提高薄涂料的耐磨性。
钼钢
钼是一种特殊钢合金元素，钼不仅将其许多优良性能带入了钢中，而且也很容易地添加到熔融金属中。往钢中添加氧化钼、钼铁或含钼废钢，能大大减小熔炼损耗。
渗碳钢
钼(0.15～0.30)被用于渗碳钢中，可提高心部低碳部分的可硬化性，同时可增加高碳部分的韧性。对于大截面的零件，如齿轮等，尤其有效。在渗碳过程中钼不被氧化，作为有效的硬化剂，钼不会导致表面产生裂纹和剥落。
高温钢
相对于其它合金元素，钼原子很大。所以，它是非常有效的强化剂，可提高钢的蠕变强度到能够在600℃左右使用的程度。它的尺寸有效地阻止了砷原子向晶界的迁移，从而防止了回火脆性。氢扩散也被阻止并使氢致开裂的程度减低到极小。
应用了钼的这些特性的最早的一种高温钢是0.50C-Mo钢。它已被含钼0.50～2.0的Cr-Mo系列钢取代。2.25Cr-1.0Mo钢是一种主力合金钢，广泛用于石油精炼厂、发电厂和石化厂的设备中。
高强度低合金（HSLA）钢
钼对低碳微合金HSLA钢的发展起了重要的作用。添加0.1～0.3的钼可细化针状铁素体晶粒组织,并可增强从其它合金元素获得的沉淀硬化效果。不必进行强化热处理，HSLA钢就能获得450～600MPa（65～85ksi）的高屈服强度。由于塑脆性转变温度低至－60℃，这些材料被大量用于修建通向遥远的北极油气田的管道。较薄尺寸的含钼HSLA钢具有良好的可成形性，它们的高强度/重量比使其成为理想的汽车构件材料。
石油工业管材
对石油新来源的不断探索已使深油层的开发和发展成为必要，而深油层经常受到腐蚀性的二硫化氢、二氧化碳和高氯化盐水的污染，因而含钼0.15～0.25的AISI4100系列Cr-Mo钢被广泛应用。经改进的含钼0.4～0.6的4140系列是对硫化物应力蚀裂（SCC）最具抵抗力的低合金钢，可用于含硫井。随着钻井深度的加深及使用条件的不断恶化，含钼高的不锈钢和镍基合金，如合金C-22（13Mo）和合金C-276（16Mo）的应用将不断增加。
不锈钢
由于铬可在钢表面自然形成薄的具有保护作用的钝化膜，所以不锈钢具有耐蚀性。钼可使此钝化膜更强固，并可在钝化膜被氯化物破坏时使其迅速再生。钼含量的增加可提高不锈钢上麻点及裂缝的抗蚀性。
316型（2～3Mo）是最广泛应用的含钼不锈钢。它被指定用作食品处理和加工及医药品生产使用的罐、管道和热交换器材料。增加钼含量可增强对空气中的氯化物的抵抗作用，所以316型可用作海上及海岸周围建筑的选择材料。316型被用于包覆伦敦CanaryWharf建筑物和世界上最高的建筑物-位于马来西亚吉隆坡的Petronas塔的外层。
双相不锈钢（3～4Mo）强度高并对氯化物应力腐蚀开裂具有优良的抗性。最初在石油天然气工业中用作输送管的多用途不锈钢现在被更多地应用于化学加工和石油化学工业，并用作纸浆造纸工业的蒸煮器。
最具抗蚀性的不锈钢含6～7.3Mo。这类合金钢被用作发电厂的冷凝器、海底管道以及核发电厂的关键部件，如工业用水管道。