Методами световой, растровой микроскопии, рентгеноструктурного фазового анализа, измерения твердости и механических свойств на растяжение проведен анализ влияния варьирования температурно-скоростных параметров термической обработки на протекание структурных, фазовых превращений и комплекс свойств в листах из титанового сплава мартенситного класса VST2. Построены диаграмма структурно-фазового состояния сплава, фиксируемого при различных условиях обработки, и диаграмма изменения объемной доли фаз в сплаве в зависимости от температуры нагрева под закалку. Установлена взаимосвязь между комплексом полученных свойств и особенностями формирования структуры при охлаждении в разных средах (вода, воздух, печь) от температур нагрева в интервале 790 - 990 °C.