(1)碳钢 碳钢非常容易受到管线内部和外部流体介质的腐蚀。在游离水存在的环境下，CO2能快速腐蚀碳钢。碳钢用于水下设备材料的可行性主要根据对CO2露点的严格控制以及材料在较低的设计温度下抵抗变形的能力。碳钢焊缝的热影响区对材料性能(如硬度和强度)存在风险，碳钢焊缝周围的热影响区可能具有更低的抗CO2腐蚀能力。因此，一般情况下碳钢不宜用于存在CO2腐蚀的水下设备。
2)低合金钢 用于水下阀门的低合金钢材料主要有AST 4130.AISI 8630、F22获F22V，这些材料能够通过调质热处理获得较高的综合力学性能，一般能达到API Spec 6A规范规定的60K以上钢级材料性能要求并具有较好的低温冲击性能。在较低含量的CO₂环境下 (CO₂分压≤0.21MPa)，材料有一定的抗腐蚀能力。由于碳的质量分数不高(一般为0.35%以下)，所以能作为承压件基休材料，采用热丝TIG焊接工艺在基体材料上堆焊耐蚀合金材料，用于制造服役环境为高H₂S和/或CO₂腐蚀及CL-腐蚀环境的水下阀门，
(3)不锈钢 用于水下阀门的不锈钢材料主要有马氏体不锈钢(如 410SS、F6NM)、300系列奥氏体不锈钢(如 304SS、316SS)、沉淀硬化不锈钢(如17-4PH)以及双相不锈钢(如2205、2507)等。
410不锈钢在CO₂腐蚀环境下具有良好的抗腐蚀能力，在一18C以下的温度环境下冲击韧性较低，能满足API Spec 6A规范一18C的低温冲击及PSI 3级别设备的性能要求。对密封表面有严格要求时，需要在表面堆焊Inconel 625合金。
F6NM 与410SS相比，具有更高的抗腐蚀及点蚀能力，具有良好的可焊接性能、耐低温冲击性能及高淬透性，能满足API Spec 6A规范一46℃的低温冲击要求。其缺点是锻造工艺性较差，锻造时存在较高的变形抗力，容易出现锻造裂纹。对密封表面有严格要求时，而要在表面堆焊Inconel 625合金。
17-4PH是由铜、铌构成的沉淀硬化马氏体不锈钢，具有高强度、硬度和抗腐蚀等特性，经固溶时效热处理后，产品的力学性能更加完善，可以达到724MPa以上的屈服强度，能满足API Spec 6A规范一60℃的低温冲击要求，其抗腐蚀能力可达304不锈钢水平。根据NACE MR 0175的规定，17-4PH用于阀杆及悬挂器材料时，只能用于H₂S分压≤3.5kPa的使用环境。
用于水下设备的双相不锈钢主要有UNS 31803 (2205)及UNS 32750 (2507)。这两和不锈钢具有良好的抗腐蚀能力，可用于大多数的生产流体和80℃以上的氨化物应力腐蚀环境。UNS 31803及 UNS 32750双相不锈钢具有抗氢致裂纹(hydrogen induced crackingHIC)的能力，材料的最低设计温度可达一50℃。UNS 31803不锈钢具有良好的焊接性能但 UNS 32750的可焊性能较差。在实际应用中，大截面双相不锈钢零件应进行正确的固溶时效热处理，以获得符合要求的铁素体-奥氏体平衡相。双相不锈钢的抗点蚀当量(pittingresistance equivalent numbers, PREN) 一般应大于40，反之，则只能用于制造薄壁零件。
(4)耐蚀合金 当水下阀门的使用环境超过碳钢、13Cr不锈钢和双相不锈钢的抗腐蚀能力时，应选用各类耐蚀合金作为阀门与流体介质接触部件的材料。常用于水下阀门的耐蚀合金材料主要有Inconel 625、Inconel 718、Inconel 725、Inconel 925 以及 Monel K500合金。耐蚀合金具有优良的抗腐蚀性能，可耐各种腐蚀流体介质，缺点是机械加工难度大、价格昂贵、在时效状态下焊接性能差。当用于密封面材料时，不需要堆焊其他耐蚀合金。一般情况下，耐蚀合金主要用于制造符合 API Spec 6A及 API Spec 17D规范的 HH级阀门零部件。
