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高速铁路和航空等高端科技的高速发展,对钢的质量和性能提出了更苛刻的要求。然而,钢中较低含量的氧、硫等气体杂质及夹杂物严重影响了钢的力学性能,限制了钢在高端行业的应用,所以需要进一步的工艺拓展。本论文先以物理模拟实验为基础,研究了微细气泡数量及上浮速率对去除夹杂物效率的影响。然后以低碳钢为研究对象,采用增压减压法+真空感应熔炼工艺,研究了钢液中溶解氮气的含量对于去除气体杂质元素及夹杂物效果的影响,探讨了增压减压法去除夹杂物的机理。高温合金是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船各种高温部件的关键材料。其恶劣的工作环境要求高温合金具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。相对于低碳钢,其合金化程度高对熔炼工艺提出了更为苛刻的要求。在研究了增压减压法机理的基础上,后文着重于探究增压减压法+真空感应熔炼工艺应用于镍基高温合金纯净化。探讨了镁蒸气作为过饱和气体加入高温合金熔体的可行性,研究了镁在镍基高温合金中的溶解度,及该工艺对夹杂物形貌、数量及尺寸的影响。主要实验结果如下:（1）根据物理模拟实验,随着溶液气体分压的降低,过饱和气体在夹杂物上形核并长大,大量微气泡携带夹杂物上浮至熔体表面得到去除。根据理论计算,多个微气泡上浮的速度比单个气泡上浮速度快,缩短了气泡和夹杂物上浮至熔体表面的时间,增加了夹杂物的去除效率。（2）研究了增压减压法+真空感应熔炼净化低碳钢,分析了熔炼前后钢中全氧含量变化并统计了夹杂物的数量和尺寸。结果发现当最初氮分压0.1 MPa时,钢液中溶解氮含量474 ppm,精炼后T.[O]由原料中的15 ppm降低到3 ppm,尺寸小于2μm夹杂物的数量降低明显,尺寸25μm的夹杂物大部分得到去除,尺寸大于5μm的夹杂物得到了全部去除。结合热力学计算,熔炼过程中的TiN和Al2O3的以固态形式存在,可以为气泡提供形核点,钢液在凝固的过程中,SiO2夹杂物率先形核,MnO在SiO2上形核并长大,与实验结果中的夹杂物形貌相符。（3）探究了增压减压法+真空感应熔炼来净化镍基高温合金,分析熔炼前后合金中氧氮硫含量及夹杂物形貌变化,并统计了夹杂物的数量和尺寸。结果发现,当炉内压力为0.0950.1 MPa时,溶解镁含量0.138wt.%,熔炼后T.[O]由原料中的3.36 ppm降低到1.51 ppm,T.[N]由原料中的6.74 ppm降低到0.33 ppm,T.[S]由原料中的2.05 ppm降低到1.02 ppm。尺寸小于2μm夹杂物的数量54%得到去除,尺寸25μm的夹杂物61%得到去除,尺寸大于5μm的夹杂物得到了半数去除。