Trục rèn thường được sản xuất từ-thép cường độ cao hoặc thép hợp kim để đảm bảo đủ độ bền và độ dẻo dai trong điều kiện tải trọng và ứng suất cao. Các vật liệu phổ biến bao gồm thép cacbon-trung bình (chẳng hạn như thép 45), thép cường độ cao-hợp kim thấp{5}}(chẳng hạn như 40Cr và 35CrMo) và thép hợp kim đặc biệt. Thép cacbon-trung bình có hiệu quả về mặt chi phí-và dễ gia công, nên phù hợp với các trục có yêu cầu tải trọng vừa phải. Thép cường độ cao-hợp kim cao{13}}-được tăng cường bằng các nguyên tố như crom, molypden và niken-cung cấp độ bền kéo, khả năng chống mài mòn và khả năng chống mỏi được cải thiện đáng kể, khiến chúng trở nên lý tưởng cho máy móc-công suất nặng hoặc{17}}tốc độ cao.
Các tính chất vật liệu của trục rèn cũng phụ thuộc vào quá trình xử lý nhiệt. Các phương pháp xử lý như làm nguội và ủ, cacbon hóa và làm cứng có thể nâng cao độ cứng, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn của thép. Ví dụ, các cổ trục thường trải qua quá trình tôi và tôi luyện để đạt được độ cứng bề mặt cao và khả năng chống mài mòn, trong khi lõi trục vẫn giữ được độ bền cao để ngăn ngừa gãy xương dưới mô-men xoắn hoặc tải trọng va đập. Khi nhu cầu công nghiệp về các bộ phận nhẹ và khả năng chống ăn mòn tăng lên, trục rèn cho các ứng dụng chuyên dụng có thể sử dụng thép không gỉ hoặc thép hợp kim hiệu suất cao. Ví dụ, trong thiết bị hàng hải và máy xử lý hóa chất, trục thép không gỉ được sử dụng để chống ăn mòn từ nước mặn hoặc môi trường ăn mòn, nhờ đó kéo dài tuổi thọ sử dụng.