真空熔炼使在常压下进行的物理化学反应条件有了改变，这主要体现在气相压力的降低上。只要冶金反应中有气相参加，而且反应生成物中的气体摩尔数大于反应物中的气体摩尔数的数值时，若减小系统的压力，则可以使平衡反应向着增加气态物质的方向移动，这就是真空熔炼中物理化学反应的最根本的特点。

一、真空熔炼中对活泼元素的控制

大气熔炼和浇注的主要缺点之一是合金成分(主要是一些比较活泼的元素)由于烧损不易准确控制，而真空熔炼不受周围气氛污染，金属液与大气中的氧和氮脱离接触，所以真空熔炼能严格控制合金中活泼元素，如铝、钛等的含量，将合金成分控制在很窄的范围内，因而能保证合金的性能、质量及其稳定性。

二、真空下的碳脱氧反应

大气熔炼碳氧反应对金属液起着除气作用和机械搅拌作用，但由于碳的脱氧能力不强，不能单独用作脱氧剂，往往要用硅、铝等金属脱氧剂进行沉淀脱氧。在真空熔炼中，由于气相压力低，且碳氧反应生成的CO气泡能够不断的被抽走，而使平衡向生成CO的方向移动，即[C]+[O]={CO}反应不断向右方进行，从而提高了碳的脱氧能力。大量实践数据表明：真空熔炼与大气熔炼相比较，碳的脱氧能力约提高100倍。真空熔炼镍基合金时，将合金的氧含量降低到20×10以下是不难做到的。真空下用碳脱氧，不仅具有高的脱氧能力，而且其脱氧产物是气体，易于排除，而不沾污金属熔池，这比用硅、铝等生成固态脱氧产物的脱氧剂要优越得多，因此在真空熔炼中，碳是理想的脱氧剂。

三、真空下的脱气

金属中的气体杂质主要是指存在于其中的氢和氮。气体对合金质量有很大影响，不但降低合金的力学性能，而且是产生发纹、白点、脆化及皮下气泡等缺陷的主要原因。氢和氮在金属中的溶解度服从于平方根定律，即氢和氮在金属中的溶解度与其在气相中分压力的平方根成正比。在一定温度下，当金属液上方气相分压力降低时，则金属液中气体的溶解度也随之降低，这充分说明真空熔炼对于去气有着极大的优越性。真空熔炼可以很容易地将钢和合金中的氢脱到很低程度，而氮与氢有所不同，除可溶于金属液外，且扩散系数小，还可与钛、钒、铝、锆等生成化合物，以稳定的氮化物夹杂形式存在于钢和合金中，因此去氮要比去氢困难得多。

四、真空熔炼过程中金属杂质及合金元素的挥发

同一温度下，不同元素的蒸气压不同。在真空条件下，金属液中某些蒸气压较高的元素，当真空室内压力降低到低于其蒸气压力时，这些元素就有可能从金属液中挥发。真空熔炼的重要优点之一是可挥发去除一些有害金属杂质，如Pb、Cu、Sb等。这些元素能显著降低合金质量，而在一般大气熔炼中又不能去除，采用真空熔炼是减少这些元素在合金中含量的惟一有效方法。但伴随着有害杂质的去除，合金中一些有益元素也要挥发，造成合金元素的损失，并给准确控制合金成分带来困难。挥发过程是一个复杂的反应过程，挥发的量和速度取决于很多因素，主要有合金成分(元素本质及其在金属液中的活度)，熔炼温度，熔炼保持时间，炉内真空度，熔池搅拌情况及表面积大小等。应当了解真空熔炼条件下的元素挥发规律，采取正确熔炼制度，以保证有害杂质有效去除，而有益元素损失最少，将合金成分准确的控制在要求范围内。