Molybdeenistä ja raudasta koostuva rautaseos, joka sisältää tyypillisesti 50-60 % molybdeeniä ja jota käytetään seosaineen lisäaineena teräksen valmistuksessa. Molybdeenirauta on molybdeenin ja raudan seos. Sen pääasiallinen käyttö on molybdeenielementin lisäaineena teräksen valmistuksessa. Molybdeenin lisääminen teräkseen voi saada aikaan tasaisen hienorakeisen rakenteen ja parantaa sen karkenevuutta, mikä on hyödyllistä karkaistuvuuden poistamisessa. Pikateräksessä molybdeeni voi korvata osan volframista. Molybdeenia yhdessä muiden seosaineelementtien kanssa käytetään laajalti ruostumattoman teräksen, lämmönkestävän teräksen, haponkestävän teräksen, työkaluteräksen ja erityisten fysikaalisten ominaisuuksien omaavien metalliseosten valmistuksessa. Molybdeenin lisääminen valuraudaan voi lisätä sen lujuutta ja kulutuskestävyyttä.
