現代火力發電機組多采用超臨界或超超臨界機組，其發展的關鍵是如何研制出滿足惡劣工況條件下的重要部件（高、低壓轉子、氣缸和動葉片）材料。近三十年來，國內外許多研究機構做了大量的研究工作，并取得了不錯的成績。主要是：
1、高壓轉子
汽輪機轉子通常在3000-3600r/min的高轉速下運行。汽輪機的高、中壓轉子同時還承受400-600℃的高溫，還要傳遞扭矩，承受自重帶來的彎矩、旋轉震動帶來的附加應力。
傳統上，高溫轉子常采用30Cr1Mo1V材料，但這類材料最大工作極限是565℃左右。現在在更高溫的600℃以下，人們就得采用9-12%Cr鋼作為使用的高溫轉子材料。如瑞士的ABB公司利用改進10%鉻轉子鋼提高性能，日本科研人員發現當耐熱鐵素體鋼中Cr含量達到8.5%，仍能在650℃正常工作。
2、低壓轉子
低壓轉子鋼的一項重要指標是回火脆性。
低壓轉子一般廣泛采用3.5NiCrMoV鋼制備。現在主要通過冶煉技術提高材料純度，如采用電弧爐冶煉、鋼包精煉、電渣重熔、真空澆注等對不純凈元素進行控制。
3、缸體和靜止部件
汽輪機缸體和靜止部件一般為鑄鐵鋼件，應具有良好的澆注性能、較高的持久強度、塑性、沖擊韌性、抗氧化性、可焊性、熱穩定性。
一般的材料是碳素鑄鋼及鉻鉬合金鑄鋼。現在日本東芝公司采用12%CrMoVNbN代替過去的CrMoV類材料。
4、動葉片
動葉片所處的工況極為惡劣，主要表現在應力狀態、工作溫度等。
葉片常應用1Crl3、ZCrz3等及以此為基含有 Mo、W、Nb、B、Ni等強化元素的12%一13%Cr鋼等。現在更先進的方法是采用比重小和強度高的材料，如鈦合金材料TIA16V4和 TIA17Mo4等以及正在研究采用的碳化物或玻璃纖維增強塑料作為末級長葉片材料，后者比重僅為鋼的四分之一。
汽輪機工作質量和技術水平影響到火力發電廠發電機組的效率和壽命，今后對汽輪機材料勢必將提出更高的要求。雖然目前現代臨界或超超臨界汽輪機組主要結構材料大多數為成本低且生產工藝成熟的鐵素體鋼，但今后將會是大量的高鉻含量的馬氏體鋼，甚至是其他非鋼質材料。