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电子束熔炼过程存在3种基本的冶金反应：
(1)除气。电子束熔炼可除去大多数金属中的氢、且氢的去除很容易，一般在炉料被熔清之前即已基本完成:由于真空度高，熔池温度及处于液态的时间可控，脱氮效果也很高。
(2)金属杂质的挥发。在电子束熔炼温度下，凡是比基体金属蒸气压高的金属杂质均会不同程度地得以挥发去除。
(3)去除非金属夹杂物。氧化物及氮化物夹杂物在电子束熔炼温度及真空度下，有可能分解出[O]及[N]被去除;[O]还可以通过碳氧反应而被去掉;此外，锭子自下而上的顺序凝固特点也有利于非金属夹杂物的上浮。
