Chemické zloženie molybdénu a jeho zliatin je základným determinantom ich vysokej-teplotnej pevnosti, odolnosti voči rekryštalizácii, spracovateľského výkonu a prevádzkovej spoľahlivosti. Čistý molybdén samotný má vynikajúcu teplotu topenia, tepelnú a elektrickú vodivosť a nízky koeficient tepelnej rozťažnosti. V praktických aplikáciách sa však na splnenie komplexných požiadaviek na pevnosť, plasticitu a stabilitu za rôznych pracovných podmienok často zavádzajú prvky ako titán, zirkón, uhlík a draslík prostredníctvom legovania, aby sa vytvorili zliatinové systémy na báze molybdénu- s nastaviteľnými vlastnosťami.
V chemickom zložení priemyselného čistého molybdénu dominuje molybdén, ktorý zvyčajne vyžaduje obsah molybdénu najmenej 99,95 %, pričom zvyšok tvoria stopové prvky ako železo, nikel, vápnik a kremík, ako aj plynné nečistoty ako kyslík, dusík a vodík. Obsah týchto nečistôt musí byť prísne kontrolovaný, pretože aj stopové množstvá kyslíka môžu pri vysokých teplotách vytvárať oxidy molybdénu, čím sa oslabuje pevnosť materiálu pri vysokých-teplotách a odolnosť proti oxidácii. Molybdén vysokej{4}}čistoty sa často používa v aplikáciách vyžadujúcich vysokú elektrickú vodivosť a chemickú stabilitu, ako sú podporné komponenty elektronických zariadení a ohrievacie prvky vákuovej pece.
Bežné legujúce prvky v zliatinách molybdénu zahŕňajú titán, zirkónium a uhlík. Pridanie titánu a zirkónu môže výrazne zvýšiť teplotu rekryštalizácie molybdénu, čím sa potláča hrubnutie zŕn a mäknutie pri tečení počas prevádzky pri vysokých-teplotách. Typické druhy, ako sú zliatiny Mo-Ti-Zr, zvyčajne obsahujú približne 0,5 % titánu, približne 0,1 % zirkónu a kontrolovaný obsah uhlíka medzi 0,01 % a 0,05 %. Príslušné množstvo uhlíka pomáha vytvárať rozptýlené častice karbidu, ďalej pripevňovať hranice zŕn a zlepšovať odolnosť proti tečeniu a tepelnej únave. Tieto zliatiny sa široko používajú v tepelných konštrukčných komponentoch pre letectvo,-tepelné štíty pecí a nádoby na roztavené kovy.
Draslík-bublinový molybdén (K–Mo) je typ funkčného molybdénového materiálu. Zavedením stopového množstva draslíka počas práškovej metalurgie sa vytvorí rovnomerne rozložená jemná bublinková štruktúra, ktorá môže potlačiť rast zŕn pri vysokých teplotách a zlepšiť plasticitu pri spracovaní. Je obzvlášť vhodný na výrobu dosiek a pásov vyžadujúcich dobrú tvárnosť pri vysokých-teplotách.
Ďalším kľúčovým aspektom návrhu chemického zloženia je pomer a miešateľnosť medzi prvkami. Nadmerný obsah titánu alebo zirkónu môže viesť k zníženiu plasticity-pri izbovej teplote a spracovateľnosti za studena, zatiaľ čo príliš vysoký obsah uhlíka zvyšuje krehkosť. Zloženie zliatin je preto potrebné optimalizovať na základe cieľových prevádzkových teplôt, podmienok zaťaženia a techník spracovania a mali by sa použiť metódy ako vákuové tavenie alebo prášková metalurgia, aby sa zabezpečilo jednotné zloženie a nízke plynné nečistoty.
Stručne povedané, chemické zloženie molybdénu a jeho zliatin nie je len základom na dosiahnutie vysokých teplôt topenia, vysokej pevnosti a húževnatosti a vysokej-teplotnej stability, ale aj kľúčom k prispôsobeniu výkonu rôznym požiadavkám aplikácie. Presná kontrola zloženia a manažment nečistôt zaisťujú spoľahlivosť a dlhú životnosť produktov v extrémnych prostrediach a sú základnou zárukou pre inžinierske aplikácie materiálov na báze molybdénu-.
