20世纪50年代，TaW7.5合金应用于电子工业及化学工业。1958～1968年，美国为了与苏联竞争，开发了TaW10、T-111、T-222合金用于航天工业。60年代真空电子束熔炼和真空自耗电极电弧熔炼装置的发明促进了难熔合金的开发。70年代T-111板、管、箔和丝材被制备成核反应堆兰肯循环系统用于地面模拟测试。1971年美国刘易斯研究中心申报了ASTAR-811C合金专利，主要解决了合金在核电装置使用过程中的时效变形问题。此后，各类钽合金在航空航天、医疗和穿甲弹等领域的应用不断扩大。90年代美国洛斯阿拉莫斯国家实验室开发了Ta-20Ti合金，密度11.0克/厘米³，对熔融钚有很好的耐蚀性，在800～1200℃可持续数小时抗高温氧化。美国、日本、德国等发达国家钽的总消费量最多。美国是钽合金生产应用最早也是用量最大的国家；中国在60年代已能生产钽合金制品，现TaW10和TaW12合金均制定了相应的国家军用标准。

按主要成分不同分为：①钽钨系合金，包括TaW2.5、TaW7.5、TaW10、TaW12等。②钽铌系合金，包含TaNb3、TaNb20、TaNb40和Ta-37.5Nb-2.5W-2Mo等。③钽钨铪系合金，包括T-111（Ta-8W-2Hf）、T-222（Ta-10W-2.5Hf-0.01C）、ASTAR-811C（Ta-8W-1Re-0.7Hf-0.025C）等。

三类合金均具有熔点高、高温强度高、耐蚀性好、低温塑韧性优异，可进行旋压和冲压加工等优点。因此广泛应用于航空航天、化工、尖端武器、核能、高温技术等领域。几种钽合金的力学性能见表。

多数钽合金加入铌、钨、铼、钼、锆、铪固溶强化，其中钨元素的固溶强化效果和综合性能最好，能够显著提升强度和弹性模量，但通常添加量不超过10%；另一种强化方法是固溶强化和碳化物沉淀强化的方法，C、O等间隙元素通常会降低钽的低温塑性和加工塑性，但是通过活性组元锆或铪与碳、氧间隙元素反应形成弥散分布第二相粒子能够降低对塑性的影响，如Ta-10W-2.5Hf-0.01C（T-222）、Ta-8W-1Re-0.7Hf-0.025C（ASTAR-811C）。

钽合金制品可用粉末冶金或真空电子束熔炼方法生产。粉末冶金方法是将各种纯金属粉末混合后，压制成形、真空烧结，然后进行锻造、轧制或拉拔等工序加工成板、带、箔、管、丝材或其他型材。钽合金的熔炼方法主要将预成形的烧结条捆扎后，经真空电子束或真空自耗电弧熔炼成铸锭，再进行挤压、锻造、轧制、退火等加工制成各种型材；钽合金可在室温下进行冲压、剪切、弯曲、旋压和深拉等成形加工。

钽钨系合金是1600～1800℃下工作的理想结构材料，也是能在2000℃以上使用的几种材料之一，多被用于长时间、超高温、超高压、高速气流冲蚀等极端环境下；但是使用温度超过400℃时合金开始剧烈氧化，必须涂覆抗氧化物涂层加以防护，涂层后最高使用温度可达2500℃。在高温技术方面，被用于制造真空炉的支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。TaW10合金最早研制成功，用途最广，可用于超音速飞机发动机燃烧室，液体火箭发动机燃烧室衬里和推力室喉衬、导弹鼻锥、燃气舵片、有翼升力再入飞行器的耐热蒙皮和航天飞机的热防护、火箭、导弹及喷气发动机的控制零件和调节装置零件、用液态锂或纳冷却的火箭喷嘴等超高温部件。纯钽、TaW7.5、TaW10等由于侵彻性能好，可用于制备穿甲弹、爆炸成形穿甲弹或其他穿甲装置以及弹头内管的结构材料。TaW12合金具有更高的高温强度和更低的蠕变速率，是耐热构件更好的候选材料。TaW12合金是工业化生产的含钨量最高的钽钨合金。TaW2.5是耐蚀性最好的工程材料，王水、硝酸、盐酸、磷酸、有机酸等对它几乎没有腐蚀作用。在化工设备中，钽及钽合金抗蚀腐蚀设备被用于生产硫酸、溴、氨等物质，还被用于特殊管道、配件、连接件、换热器、阀门等小零部件。在强度要求较高时才使用TaW2.5或TaW10，并开发了钽涂层技术以节约用钽。TaW7.5合金常采用粉末冶金法制备，常应用于弹簧、气体氯化器中的弹性元件、泵和阀门等化工零件。

钽铌系合金是低成本耐蚀钽合金，主要用于化工装备小零部件，如热交换器、搅拌器、回收装置、耐卤素装置、药品容器、高压釜、泵、加热体、热电偶套管等。其中Ta-37.5Nb-2.5W-2Mo强度比TaW10略低，耐蚀性与纯钽相近，是一种低成本，综合性能优良的耐蚀合金。低铌含量的钽铌合金也可以应用于动能侵彻弹和穿爆弹等武器上，具有较好的工程应用前景。

钽钨铪系合金高温强度高，蠕变抗力大，耐液态碱性金属的腐蚀性能优异，且低温塑性和焊接性能无明显损失，主要作为空间核反应堆系统的核燃料包壳材料、盛放流动碱金属冷却剂（K、Na、Li）的热管材料；ASTAR-811C合金在900～1500℃的抗蠕变性能优于W5Re和W25Re；如T-111合金已被成功应用于放射性同位素电池系统内。Ta-8W-3.5Hf燃气扰流式舵机舵片优于TaW10合金，能够满足抗2300℃火药烧蚀性能。