タンタルおよびタンタル合金は、優れた化学的安定性、高温機械的特性、耐腐食性、成形性を有することから、航空宇宙、冶金・化学工学、原子力産業など、多くのハイテク分野で広く応用されています。タンタルおよびその合金の巨大な応用可能性に鑑み、国内外の研究者が深く広範な研究を行い、豊富な研究成果を上げています。
高融点金属材料の中でも、タンタルは比較的高い融点（2996℃）、極めて低い延性脆性遷移温度（-196℃）、優れた塑性加工性と成形性、優れた耐腐食性、耐摩耗性、耐クリープ性、高温機械的特性を特徴としています。航空宇宙、原子力産業、冶金、化学工学、国防など、数多くのハイテク分野で広く使用されています。タンタル合金は、比較的優れた常温成形性と高温機械的特性を有し、極限環境下における応用可能性が非常に高い。Ta合金の基本的な強化方法は固溶強化であり、比較的顕著な強化効果を持つ元素は主にW、Hf、Nbなどであるため、国内外の研究者は主にTa-W系、Ta-Hf系、Ta-Nb系などの合金を開発してきた。
TaとWは原子サイズと格子型が近く、Taへの固溶度が比較的高いため、Ta合金にとって理想的な固溶強化元素である。固溶元素Wは、Ta系合金の高温強度と熱安定性を高め、Ta合金の応用分野を効果的に拡大することができる。 Ta-2.5W、Ta-5W、およびTa-7.5W合金（FS-61）の室温における機械的特性は、W含有量が5%未満の場合、Ta-W合金は完全な固溶体を形成し、Ta-W固溶体合金を形成することを示しています。W含有量が5%を超えると、WはTaマトリックスに完全に溶解できません。しかし、W含有量が増加すると、析出物が粒界を捕捉し、合金構造における粒界の動きを抑制して結晶粒を微細化し、合金の強度を高めますが、合金の塑性変形能力は低下します。Ta-7.5W合金は、通常、粉末冶金プロセスで製造されます。挿入元素の含有量が多いため、常温での強度が比較的高い。例えば、冷間引抜線（圧縮率83%）の降伏強度は約1100MPaである。用途としては、ガスクロマトグラフのバネやその他弾性部品が挙げられる。
タングステン質量分率が10%を超えるタンタル合金は、一般的に高タングステン含有量タンタル合金である。これは、Ta10WおよびTa12Wの機械的性能データの分析からわかる。タングステン含有量が増加すると、合金の高温強度も向上するが、可塑性は低下する。Ta12Wはクリープ強度が高く、クリープ速度が低いため、耐熱部品に最適な材料である。
