TA15鈦合金的名義成分為Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V，其主要的強化機制是通過α穩定元素Al的固溶強化，屬于高Al當量的近α型鈦合金。該合金既具有α型鈦合金良好的熱強性和可焊性，又具有接近于α+β型鈦合金的工藝塑性，是一種綜合性能優良的鈦合金。

TA15合金通常在普通退火狀態下使用，一般認為不能通過熱處理對其進行強化，但在退火態合金中β相含量為5～7%，同TC4合金中β相含量8～10%比較接近，可見TA15合金存在熱處理強化的可能性。中國船舶重工集團公司第七二五研究所的科研人員研究了不同的退火熱處理制度對TA15合金顯微組織、室溫拉伸性能、高溫拉伸性能、室溫沖擊韌性及硬度的影響。研究結果表明：（1）在TA15合金相變點下較低、較高溫度范圍內和相變點以上溫度進行退火分別得到等軸組織、雙態組織、魏氏組織。（2）在相變點以上溫度退火，TA15合金有較高的室溫、高溫強度，但室溫塑性、高溫塑性、室溫沖擊韌性較低；在相變點以下溫度退火，TA15合金的室溫、高溫斷裂強度在860℃時出現峰值，而室溫塑性、高溫斷面收縮率和室溫沖擊韌性則隨著退火溫度的升高而提高。（3）同單重退火相比，雙重退火、三重退火對提高TA15合金性能的作用不大。（4）TA15合金室溫沖擊韌性和硬度具有一定的對應(反比)關系。