A、棉布属于天然有机高分子材料，故选项错误．
B、不锈钢是铁的合金，属于金属材料，故选项错误．
C、人造关节是用钛合金制成的，属于金属材料，故选项错误．
D、尼龙属于合成纤维，属于三大合成材料之一，故选项正确．
故选：D．