Molybdeenlegering is een non-ferrolegering die bestaat uit molybdeen als matrix en andere elementen toevoegt. De belangrijkste legeringselementen zijn titanium, zirkonium, hafnium, wolfraam en zeldzame aardelementen. Titanium-, zirkonium- en hafniumelementen spelen niet alleen een solide oplossingsversterkende rol in molybdeenlegering en behouden de plasticiteit bij lage temperaturen van de legering, maar vormen ook een stabiele en diffuus verdeelde carbidefase om de sterkte en herkristallisatietemperatuur van de legering te verbeteren. Molybdeenlegering heeft een goede thermische geleidbaarheid, elektrische geleidbaarheid en een lage uitzettingscoëfficiënt, en heeft een hoge sterkte bij hoge temperaturen (1100~1650 graden), wat gemakkelijker te verwerken is dan wolfraam. Het kan worden gebruikt als een poort en anode voor elektronenbuizen, een ondersteunend materiaal voor elektrische lichtbronnen en voor het maken van spuitgiet- en extrusiemallen, ruimtevaartuigonderdelen, enz. Omdat molybdeenlegeringen bros zijn bij lage temperaturen en bros bij het lassen, en gemakkelijk oxideren bij hoge temperaturen, is hun ontwikkeling beperkt. De industrieel geproduceerde molybdeenlegeringen omvatten molybdeen-titanium-zirkonium, molybdeen-wolfraam en molybdeen zeldzame aarde legeringen, en het eerste type wordt breder gebruikt. De belangrijkste versterkingsmethoden van molybdeenlegeringen zijn oplossingsversterking, precipitatieversterking en werkverharding. Molybdeenlegeringplaten, -stroken, -folies, -buizen, -staven, -draden en -profielen kunnen worden bereid door middel van kunststofverwerking, en hun sterkte en lagetemperatuurplasticiteit kunnen ook worden verbeterd.
Onder de vuurvaste metalen hebben molybdeen en zijn legeringen een goede thermische geleidbaarheid, elektrische geleidbaarheid en een lage uitzettingscoëfficiënt (vergelijkbaar met glas dat wordt gebruikt voor buizen), een hoge sterkte bij hoge temperaturen (1100~1650 graden) en zijn ze gemakkelijk te verwerken in vergelijking met wolfraam, dus ze worden gebruikt in de productiesector van elektronenbuizen (poort en anode), elektrische lichtbron (ondersteuningsmateriaal), metaalbewerkingsgereedschappen (spuitgiet- en extrusiematrijzen en geperforeerde koppen) en de lucht- en ruimtevaartindustrie. Molybdeen is bestand tegen erosie van gesmolten glas en zijn oxiden verontreinigen het glas niet. Sinds 1943 wordt molybdeen in de glasindustrie gebruikt als verwarmingselektrode. Mo-30W-legering heeft een uitstekende weerstand tegen corrosie van gesmolten zink en is met succes toegepast in de zinksmeltindustrie. Molybdeen wordt ook gebruikt bij de productie van componenten zoals warmtewisselaars en kleppen bij de productie van zwavelzuur.