透平膨脹機中在低溫區工作的零部件常處在70℃(加溫時)至-180℃左右的溫度范圍內。在這樣的低溫下，一般的黑色金屬已成為脆性材料，不能滿足要求。而高鎳合金鋼，銅、鋁的合金以及鈦合金在低溫下具有良好的機械性能，因此透平膨脹機使用的零部件多用這些材料。
對導流器來說，它是固定部件。由于氣流在導流器內的流速很高，主要考慮它的耐磨性和加工工藝性。因此，一般采用H62、HFe59-1-1黃銅或2Crl3不銹鋼制成。
蝸殼一般采用鑄造，應考慮到材料的可鑄性，同時還應有足夠的強度。因此，一般采用鑄硅鋁合金ZLSil01或鑄黃銅ZHSi80-3。
對工作輪，除考慮材料的強度外，還應考慮材料的密度。由于葉輪作高速旋轉，材料的密度越大，則由離心力產生的應力也越大，因此希望選用密度小的高強度材料。在采用精密鑄造時，可用鑄鋁合金ZLZn506。
對風機葉輪，雖然它處在常溫下工作，但是它與膨脹機具有同樣高的轉速，且直徑比膨脹機葉輪大。因此，也應選用高強度的輕合金，一般用LD5鍛鋁合金整體銑制。
對轉軸，由于一端處于低溫下工作，需用40Cr鋼或高鎳合金鋼1Crl8Ni9Ti材料。