超聲波在介質中傳播時，聲波能量隨距離的加大會逐漸弱化，這種現象稱為超聲波衰減，引起能量衰減的因素主要有下列三種：波束擴散、晶粒散射和介質吸收。

1. 擴散衰減(jian)

 聲波(bo)從(cong)聲源(yuan)發出(chu)的聲束(shu)，類似手電筒發出(chu)的光(guang)束(shu)，隨(sui)著距離的不(bu)(bu)斷(duan)增加，波(bo)陣面(mian)不(bu)(bu)斷(duan)擴大，單(dan)位(wei)面(mian)積上的聲壓不(bu)(bu)斷(duan)下降(jiang)，聲波(bo)能量(liang)也逐(zhu)漸減弱，這種現(xian)象稱(cheng)為擴散衰減。

 擴散衰(shuai)減(jian)程度與傳(chuan)播(bo)波(bo)(bo)(bo)形和傳(chuan)播(bo)距離(li)有關。對于平面(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)，其波(bo)(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面(mian)(mian)為平面(mian)(mian)，波(bo)(bo)(bo)束不擴散，聲強(qiang)、聲壓不隨(sui)傳(chuan)播(bo)距離(li)增加(jia)而變化，因此不存(cun)在(zai)擴散衰(shuai)減(jian)；對于柱面(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)，其波(bo)(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面(mian)(mian)為一系列(lie)同軸圓(yuan)柱面(mian)(mian)，波(bo)(bo)(bo)束向(xiang)四(si)周(zhou)擴散，聲強(qiang)與傳(chuan)播(bo)距離(li)成(cheng)反比，聲壓與傳(chuan)播(bo)距離(li)的(de)(de)平方(fang)根成(cheng)反比，存(cun)在(zai)擴散衰(shuai)減(jian)；對于球面(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)，其波(bo)(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面(mian)(mian)為一系列(lie)同心(xin)球面(mian)(mian)，波(bo)(bo)(bo)束向(xiang)四(si)面(mian)(mian)八方(fang)擴散，聲強(qiang)與傳(chuan)播(bo)距離(li)的(de)(de)平方(fang)成(cheng)反比，聲壓與傳(chuan)播(bo)距離(li)成(cheng)反比，存(cun)在(zai)擴散衰(shuai)減(jian)。

 在實際探傷中，探頭類型、晶(jing)片大小、聲波(bo)頻(pin)率決定著聲波(bo)波(bo)形，在波(bo)形確定后，擴散衰減僅與聲波(bo)傳播距(ju)離有(you)關。

2. 散射衰減

 聲(sheng)波在(zai)介質中傳播(bo)時(shi)(shi)，在(zai)聲(sheng)阻抗(kang)不(bu)同(tong)的介質界(jie)面處會(hui)產生散亂反射，進(jin)而引起聲(sheng)波能量的衰(shuai)減(jian)，這種現象(xiang)稱為散射衰(shuai)減(jian)。材料的晶粒(li)粗細程(cheng)度(du)嚴(yan)重影響散射衰(shuai)減(jian)程(cheng)度(du)。當材料晶粒(li)粗大時(shi)(shi)，聲(sheng)波在(zai)晶界(jie)處會(hui)出現較多的散亂反射，被散射的聲(sheng)波會(hui)沿著(zhu)復雜路(lu)徑傳播(bo)到(dao)探(tan)頭，在(zai)儀器顯示屏上引起林狀回波，也稱草波，導致(zhi)信(xin)噪(zao)比下降(jiang)，嚴(yan)重時(shi)(shi)甚至(zhi)會(hui)湮沒缺陷波。

3. 吸收衰(shuai)減(jian)

 質點離開自己的平(ping)衡位置產生振(zhen)動(dong)時(shi)，必須(xu)克服(fu)介(jie)質質點間的黏(nian)(nian)滯(zhi)力(li)而(er)做功(gong)，造(zao)成聲波能(neng)量損耗，這部(bu)分損耗的能(neng)量轉換成熱能(neng)，同時(shi)由于介(jie)質的黏(nian)(nian)滯(zhi)吸(xi)(xi)收也會造(zao)成部(bu)分聲波能(neng)量損耗，這種現象稱為吸(xi)(xi)收衰減(jian)，又(you)稱黏(nian)(nian)滯(zhi)衰減(jian)。

在上三種衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)中(zhong)，通常所說的(de)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)指的(de)是由(you)介質引(yin)起的(de)散射衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)和吸收衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)，不包括擴散衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)。除(chu)此之外，還有位錯引(yin)起的(de)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)、磁疇壁引(yin)起的(de)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)和殘余應力引(yin)起的(de)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)等。

聲波(bo)衰(shuai)減(jian)(jian)的強弱常(chang)用(yong)衰(shuai)減(jian)(jian)系(xi)數(shu)α表(biao)示，其(qi)單位為dB/mm,即經過1mm距離超(chao)聲能量減(jian)(jian)少的分貝數(shu)。衰(shuai)減(jian)(jian)系(xi)數(shu)只(zhi)考(kao)慮了介質的散射衰(shuai)減(jian)(jian)和吸收衰(shuai)減(jian)(jian)，不考(kao)慮擴散衰(shuai)減(jian)(jian)。

對(dui)于金屬材(cai)料等固體介(jie)質(zhi)而言，介(jie)質(zhi)衰(shuai)(shuai)減(jian)系數α等于散射衰(shuai)(shuai)減(jian)系數αs和吸收衰(shuai)(shuai)減(jian)αa之和，即

 由式（2.5)可知：①. 介質的吸收衰減與超聲波的頻率成正比；②. 介質的散射衰減與f、d、F有關，受頻率影響很大。在實際探傷中，材料晶粒較大，采用過高頻率會引起嚴重的衰減，這也是超聲波探傷晶粒較大的奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)和一些鑄件的困難所在。

對于(yu)液體介質而言(yan)，多為吸收衰減。衰減系數的表達式為

由上式看(kan)出，液(ye)體衰減系數與其黏滯系數、聲波頻率的(de)平方呈正比(bi)，與密度(du)(du)、波速的(de)立方呈反比(bi)。而n、p、c都(dou)與溫(wen)度(du)(du)有(you)關，因(yin)此α也與溫(wen)度(du)(du)有(you)關。一般情況下，α隨溫(wen)度(du)(du)的(de)升高而降低，有(you)利于超聲波的(de)傳(chuan)播。

由(you)此可(ke)知，質(zhi)的衰減同介質(zhi)的自身性質(zhi)牢牢相關，所以在實際探傷過程中可(ke)據此來評價(jia)材料晶(jing)體粒度大(da)小、缺陷密集(ji)程度、石墨含量、組織不均勻程度等(deng)情況(kuang)。