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

 聲(sheng)波從聲(sheng)源發出的聲(sheng)束，類似手電筒(tong)發出的光束，隨(sui)著(zhu)距離(li)的不(bu)斷(duan)增加(jia)，波陣面不(bu)斷(duan)擴大，單(dan)位面積上的聲(sheng)壓不(bu)斷(duan)下降，聲(sheng)波能量(liang)也(ye)逐漸減(jian)弱，這種現象稱(cheng)為擴散衰減(jian)。

 擴散(san)(san)(san)衰減程度與(yu)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)波(bo)形和傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)有(you)關。對于(yu)平(ping)面(mian)(mian)波(bo)，其(qi)波(bo)陣(zhen)面(mian)(mian)為(wei)平(ping)面(mian)(mian)，波(bo)束不擴散(san)(san)(san)，聲(sheng)強、聲(sheng)壓(ya)(ya)不隨傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)增加(jia)而(er)變(bian)化，因此不存(cun)在(zai)擴散(san)(san)(san)衰減；對于(yu)柱面(mian)(mian)波(bo)，其(qi)波(bo)陣(zhen)面(mian)(mian)為(wei)一(yi)系列(lie)同軸圓柱面(mian)(mian)，波(bo)束向四(si)周擴散(san)(san)(san)，聲(sheng)強與(yu)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)成(cheng)反(fan)比(bi)，聲(sheng)壓(ya)(ya)與(yu)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)的平(ping)方(fang)根(gen)成(cheng)反(fan)比(bi)，存(cun)在(zai)擴散(san)(san)(san)衰減；對于(yu)球面(mian)(mian)波(bo)，其(qi)波(bo)陣(zhen)面(mian)(mian)為(wei)一(yi)系列(lie)同心球面(mian)(mian)，波(bo)束向四(si)面(mian)(mian)八方(fang)擴散(san)(san)(san)，聲(sheng)強與(yu)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)的平(ping)方(fang)成(cheng)反(fan)比(bi)，聲(sheng)壓(ya)(ya)與(yu)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)成(cheng)反(fan)比(bi)，存(cun)在(zai)擴散(san)(san)(san)衰減。

 在(zai)實際探(tan)傷中，探(tan)頭(tou)類型、晶片大小、聲波(bo)頻率決定著聲波(bo)波(bo)形，在(zai)波(bo)形確定后(hou)，擴(kuo)散衰減僅與聲波(bo)傳(chuan)播距離有關。

2. 散射(she)衰減(jian)

 聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)在介(jie)質中(zhong)傳播時，在聲(sheng)(sheng)(sheng)阻(zu)抗不同的介(jie)質界面(mian)處(chu)會(hui)產生散(san)(san)亂反射(she)(she)，進而引起聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)能(neng)量的衰減，這(zhe)種現象(xiang)稱為散(san)(san)射(she)(she)衰減。材(cai)(cai)料的晶粒粗細程(cheng)度嚴重影響(xiang)散(san)(san)射(she)(she)衰減程(cheng)度。當材(cai)(cai)料晶粒粗大時，聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)在晶界處(chu)會(hui)出現較多的散(san)(san)亂反射(she)(she)，被散(san)(san)射(she)(she)的聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)會(hui)沿(yan)著復雜路徑傳播到探頭，在儀器顯示屏(ping)上引起林狀回波(bo)(bo)，也稱草波(bo)(bo)，導致(zhi)信噪比(bi)下降，嚴重時甚至會(hui)湮沒缺(que)陷波(bo)(bo)。

3. 吸收衰減(jian)

 質點離開自(zi)己的平衡位置產(chan)生(sheng)振動時，必須克服介質質點間的黏(nian)滯(zhi)力而做功，造成聲波能量損(sun)(sun)耗，這(zhe)部(bu)分損(sun)(sun)耗的能量轉換成熱能，同時由于介質的黏(nian)滯(zhi)吸收(shou)(shou)也會(hui)造成部(bu)分聲波能量損(sun)(sun)耗，這(zhe)種現象稱(cheng)為(wei)吸收(shou)(shou)衰減，又稱(cheng)黏(nian)滯(zhi)衰減。

在上三種衰(shuai)(shuai)(shuai)減(jian)(jian)中，通常所說的(de)衰(shuai)(shuai)(shuai)減(jian)(jian)指的(de)是由(you)介質引(yin)起(qi)的(de)散射衰(shuai)(shuai)(shuai)減(jian)(jian)和吸收衰(shuai)(shuai)(shuai)減(jian)(jian)，不包括擴散衰(shuai)(shuai)(shuai)減(jian)(jian)。除(chu)此(ci)之外，還有位錯引(yin)起(qi)的(de)衰(shuai)(shuai)(shuai)減(jian)(jian)、磁疇壁引(yin)起(qi)的(de)衰(shuai)(shuai)(shuai)減(jian)(jian)和殘余(yu)應力(li)引(yin)起(qi)的(de)衰(shuai)(shuai)(shuai)減(jian)(jian)等。

聲波衰(shuai)減(jian)的(de)強(qiang)弱(ruo)常用衰(shuai)減(jian)系(xi)(xi)數(shu)(shu)α表示，其單位為dB/mm,即經過1mm距離超聲能(neng)量(liang)減(jian)少的(de)分貝數(shu)(shu)。衰(shuai)減(jian)系(xi)(xi)數(shu)(shu)只考慮了(le)介(jie)質的(de)散(san)射(she)衰(shuai)減(jian)和吸(xi)收衰(shuai)減(jian)，不考慮擴(kuo)散(san)衰(shuai)減(jian)。

對(dui)于金屬材料等固體介質而言，介質衰(shuai)(shuai)減系數α等于散射衰(shuai)(shuai)減系數αs和吸收衰(shuai)(shuai)減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(shi)體(ti)不銹鋼和一些鑄件的困難所在。

對于液體介(jie)質而言(yan)，多為(wei)(wei)吸(xi)收衰(shuai)減。衰(shuai)減系數的表達式(shi)為(wei)(wei)

由上式看(kan)出，液體衰減系數與其黏滯系數、聲(sheng)波(bo)頻(pin)率的平(ping)方(fang)呈(cheng)正比，與密度(du)、波(bo)速(su)的立方(fang)呈(cheng)反比。而n、p、c都與溫度(du)有(you)關(guan)，因(yin)此α也與溫度(du)有(you)關(guan)。一般情況下，α隨溫度(du)的升高而降低，有(you)利于超聲(sheng)波(bo)的傳播。

由此可知，質(zhi)(zhi)的衰減(jian)同介(jie)質(zhi)(zhi)的自身性質(zhi)(zhi)牢牢相關，所以在實際探傷(shang)過程(cheng)中可據此來(lai)評價材料晶體粒度(du)大(da)小、缺陷密集程(cheng)度(du)、石(shi)墨含量、組織不(bu)均(jun)勻程(cheng)度(du)等(deng)情況。