钛合金型材具有低密度、较高的比强度和优异的耐腐蚀性能,受到了越来越广泛的应用。由于钛合金加工窗口窄,型材的轧制成型困难,因此极大地限制了钛合金型材的生产和应用。本工作采用专业的Deform有限元软件,研究了TA15合金薄壁型材的轧制成型规律,考察了钛合金薄壁型材成型过程中不同部位的温度和变形均匀性,对比了不同轧制道次的温度和变形演化规律,并针对不同轧制孔型设计,对轧件的填充和轧制缺陷进行了预测。通过轧制试验制品的解剖分析,将有限元模拟结果与实际试验结果进行对照,分析了模拟数据的可靠性和实际应用的可能性,并对TA15合金轧制型材的尺寸精度、表面质量、微观组织和力学性能进行了全面的评价,研究了TA15合金热处理制度对力学性能的影响规律。本文的主要研究结论如下：1.建立了TA15合金薄壁型材轧制模型,并获得了轧制过程的温度、变形、应变以及速度等轧制过程关键参量的变化和分布规律,试验结果表明,有限元模拟的温度、变形、速度结果与实际测量结果和工艺参数比较吻合,验证了轧制有限元模型的可靠性；2.优化了孔型设计和轧制工艺,将九道次孔型设计优化为十三道次孔型,消除了由于道次下压量过大而导致的轧件局部过热现象,有效防止了魏氏组织出现以及轧件内部裂纹萌生；提出二次回火方案优化轧制工艺,解决了由于轧制温度过低而造成的型材裂纹严重问题；3.探索了TA15合金型材的热处理工艺，并对型材的微观组织和力学性能进行了全面评价。材料的断裂强度,屈服强度,延伸率符合标准要求；优化的退火条件工艺可有效消除材料内部残余应力,晶粒为等轴分布；4.全面评价了轧制型材的尺寸控制。坯料通过13道次轧制试验后,所得型材中部较厚,边部较薄,相差约为0.12mm,在允许误差范围之内,轧制型材的尺寸控制满足标准要求。型材表面较光滑,但部分型材表面仍存在压痕、凹槽和裂纹等缺陷,需要进一步开展相关研究工作。