常用的閥門金屬材質有三大類，碳素鋼、合金鋼和不銹鋼。
1 、碳素鋼
碳素鋼是指碳的質量分數不大于2%的碳鐵合金，通常會含有少量硅、磷、氧等雜質元素。閥門上常用的碳素鋼牌號為WCB和A105，主要區別在于WCB為鑄鋼，A105為鍛鋼，常溫下這兩種碳素鋼的基本組織主要為鐵素體，少量為珠光體。這兩種鋼材可以廣泛用于非腐蝕環境，其力學性能可以滿足大多數要求，根據溫度－壓力曲線確定合適的材料壓力等級即可。
2 、合金鋼
合金鋼是在碳素鋼的基礎上，為改善鋼的性能，加入一些鉻、鎳、鉬、鈦等合金元素后煉成的鋼。按合金元素的含量不同可分為三類：（1）低合金鋼（合金元素的總質量分數不大于5%）；（2）中合金鋼( 合金元素的總質量分數在5%～10%)；（3）高合金鋼（合金元素的總質量分數大于10%）。加氫裝置中常見的合金鋼閥門材質為WC6或WC9，屬于鉻－鉬鋼，在高溫下具有較好的強度和抗高溫氧化性能，并具有一定的耐硫化物、氫腐蝕能力。
3 、不銹鋼
不銹鋼中起到防止生銹的元素主要是鉻，鉻化物會在不銹鋼表面形成致密的鈍化膜，可以有效阻止氫或腐蝕性介質與Fe原子結合，從而防止腐蝕生銹。一般而言，不銹鋼中的鉻含量至少要達到10.5%，因為如果鉻含量不足，則不銹鋼表面將無法形成致密的保護膜，而失去防腐蝕的功能。不銹鋼根據金相組織不同，又分為鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和雙相不銹鋼。
3.1 鐵素體不銹鋼
主要含鐵和鉻元素，鉻的質量分數至少為12%。由于鉻元素含量高，且含碳量大大降低，鐵素體不銹鋼比普通碳素鋼的耐腐性能要好很多。同時由于含碳量低，在硬度和強度上，鐵素體不銹鋼并不如碳素鋼高。同時，鐵素體無法通過熱處理改善性能。
3.2 馬氏體不銹鋼
相較鐵素體不銹鋼，馬氏體不銹鋼的碳含量更高，不銹鋼得以轉化為馬氏體組織。馬氏體不銹鋼因含有更多的碳，所以硬度和耐磨性更好，并且馬氏體不銹鋼還可以通過熱處理細化晶粒，繼續提高硬度、耐磨性。但由于含碳量顯著提高，馬氏體不銹鋼的耐蝕性弱于鐵素體不銹鋼。馬氏體不銹鋼特別適合用于腐蝕性不強但對硬度和強度要求較高的位置。
3.3 奧氏體不銹鋼
奧氏體不銹鋼中添加了更多的鎳元素，鎳元素使不銹鋼在常溫下保持為奧氏體組織。奧氏體不銹鋼為面心立方體晶格，而鐵素體和馬氏體不銹鋼為體心立方體晶格。奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能普遍較好，有兩點原因：一方面，由于氫在體心立方體晶格中的擴散速率比面心立方體高4～5個數量級，所以奧氏體不銹鋼抗氫腐蝕能力顯著強于鐵素體和馬氏體不銹鋼，非常適合用于加氫裝置中氫氣成分較多的工藝位置。另一方面，根據研究，鎳元素能顯著提高材料抗氯化物開裂的能力。
鎳元素的加入，還擴大了奧氏體不銹鋼的溫度使用范圍，低溫可低至－196℃，高溫可高至700℃。但由于鎳是一種相對稀有的元素，所以含鎳量高的奧氏體不銹鋼成本普遍高于鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼。
石油化工行業經常使用的奧氏體不銹鋼材質有304，316，這兩種奧氏體不銹鋼具有較好的力學性能、溫度適用范圍和較好的耐蝕性，其中316相比304增加了鉬元素，在保持力學性能不變的情況下提高了抗點蝕性能。
在個別溫度壓力較高的場合，還可以使用321或347材質，這兩種材質相較304和316，主要區別在于增加了穩定化元素Ti或Nb。穩定化元素能在高溫下和碳元素形成穩定碳化物，避免了鉻元素與碳結合導致的貧鉻晶界也即晶間腐蝕，從而使321和347材質能適用于更高溫度和更強腐蝕介質。
4 、雙相不銹鋼
雙相不銹鋼同時含有奧氏體和鐵素體組織，每種組織不少于30%，在含碳量較低的情況下，鉻含量在18%～28%，鎳含量在3%～10%。雙相不銹鋼與鐵素體不銹鋼相比，有較好的抗晶間腐蝕能力，且低溫性能和焊接性能更好；和奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼擁有更好的抗氯離子腐蝕能力，強度更高，而且因含鎳量較少從而價格相對便宜。總體來說，雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的特點。
