电子束照射到金属外面时，电子能深刻金属外面必定深度，与基体金属的原子核及电子产生互相感化，经由过程电子束与金属表层电子碰撞而完成能量传递，所传递的能量急速以热的情势传给金属表层原子，从而使被处理金属的表层温度敏捷升高。由此，可应用电子束对金属材料进行外面改性的热处理。电子束热处理有以下特点：加热、冷却速度快；设备构造简单；能量控制简便；电子束与金属外面感化藕合性好，能量应用率高；处理中工件不被污染，质量好。电子束改性和激光束改性的基来源基本理类似，但与激光加热有所不合的是，电子束加热时入射电子束的动能约有75%可以直接转化为热能，比激光束转化率高。按今朝的设备程度，电子束加快电压达125kV，输出功率达150kW，能量密度达103MW/m2。是以，电子束加热的深度和尺寸范围比激光束大。不过，电子束易激发X射线，在应用中应留意辐射防护。
与激光束改性类似，电子束热处理也有电子束退火、电子束相变硬化、电子束熔化/粉注、电子束熔敷、电子束外面合金化、电子束非晶化和细晶化等。电子束热处理常用的有以下一些。
一、电子束外面硬化。
应用电子束轰击金属工件外面，使外面加热到相变温度以上，高速冷却而产生马氏体相变强化。电子束外面硬化比较合适于碳钢、中碳低合金钢、铸铁等材料的外面强化。
二、电子束外面熔凝。
应用高能量密度的电子束轰击工件外面，使外面产生局部的从新熔化，并在冷基体的感化下快速凝固，从而使组织细化，实现硬度和韧性的最佳结合。电子束外面熔凝最实用于铸铁、高碳高合金钢。
三、电子束熔敷。
按须要在基体材料外面预先涂敷一层特别机能的合金粉，并用电子束加热将其熔化，在基体外面形成具有某些特点的覆层。
四、电子束外面合金化。
预先将具有特别机能的合金粉末涂敷在基体金属外面，再用电子束轰击加热，使特别的合金粉末熔融在基体材料的外面上，从而在工件外面形成一层具有耐磨、耐蚀、耐热等机能的新合金外面层。
五、电子束外面非晶化和纳米化。
应用聚焦的电子束能量密度高以及感化时光短的特点，使工件外面在极短的时光内敏捷形成小熔池，并在基体与熔化的表层间产生很大的温度梯度，使表层的冷却速度高达104~108℃/s，致使表层保存熔化时液态金属的平均性，经高速冷却，在材料的外面形成优胜的非晶层或者纳米构造。据报道，采取脉冲电子束在钛合金外面进行外面纳米化处理，可获得10~50μm厚的纳米改性层，使得表层强度和硬度获得明显进步，使耐磨性与抗疲惫性得以改良。
另据报道，采取脉冲电子束可净化外面，也可使外面粗拙度获得明显改良，可以用来抛光金属零部件，使外面达到镜面后果。
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