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)(sheng)波(bo)(bo)從聲(sheng)(sheng)源發(fa)出(chu)的聲(sheng)(sheng)束，類似手(shou)電筒發(fa)出(chu)的光束，隨著距離的不(bu)(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)，波(bo)(bo)陣(zhen)面(mian)不(bu)(bu)斷(duan)擴(kuo)大，單位(wei)面(mian)積上的聲(sheng)(sheng)壓不(bu)(bu)斷(duan)下降，聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)能(neng)量也逐漸減(jian)弱，這種現象稱(cheng)為擴(kuo)散(san)衰(shuai)減(jian)。
擴(kuo)散(san)(san)(san)衰減(jian)(jian)程度與(yu)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)波(bo)(bo)(bo)形和傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距離(li)有關。對(dui)于平(ping)面(mian)(mian)(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)，其(qi)波(bo)(bo)(bo)陣面(mian)(mian)(mian)(mian)為(wei)平(ping)面(mian)(mian)(mian)(mian)，波(bo)(bo)(bo)束(shu)不(bu)(bu)擴(kuo)散(san)(san)(san)，聲(sheng)強(qiang)、聲(sheng)壓(ya)不(bu)(bu)隨傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距離(li)增加而變化，因此不(bu)(bu)存(cun)在擴(kuo)散(san)(san)(san)衰減(jian)(jian)；對(dui)于柱(zhu)面(mian)(mian)(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)，其(qi)波(bo)(bo)(bo)陣面(mian)(mian)(mian)(mian)為(wei)一(yi)系列(lie)同(tong)軸圓柱(zhu)面(mian)(mian)(mian)(mian)，波(bo)(bo)(bo)束(shu)向四周擴(kuo)散(san)(san)(san)，聲(sheng)強(qiang)與(yu)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距離(li)成(cheng)反(fan)比，聲(sheng)壓(ya)與(yu)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距離(li)的平(ping)方(fang)(fang)根成(cheng)反(fan)比，存(cun)在擴(kuo)散(san)(san)(san)衰減(jian)(jian)；對(dui)于球面(mian)(mian)(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)，其(qi)波(bo)(bo)(bo)陣面(mian)(mian)(mian)(mian)為(wei)一(yi)系列(lie)同(tong)心球面(mian)(mian)(mian)(mian)，波(bo)(bo)(bo)束(shu)向四面(mian)(mian)(mian)(mian)八方(fang)(fang)擴(kuo)散(san)(san)(san)，聲(sheng)強(qiang)與(yu)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距離(li)的平(ping)方(fang)(fang)成(cheng)反(fan)比，聲(sheng)壓(ya)與(yu)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)距離(li)成(cheng)反(fan)比，存(cun)在擴(kuo)散(san)(san)(san)衰減(jian)(jian)。
在實際探傷中，探頭(tou)類(lei)型、晶片大小、聲波頻率決定(ding)著聲波波形，在波形確(que)定(ding)后，擴散(san)衰(shuai)減僅與聲波傳播距(ju)離有關。
2. 散(san)射衰(shuai)減(jian)
聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)在(zai)介(jie)(jie)質中傳播時(shi)，在(zai)聲(sheng)阻抗不(bu)同(tong)的介(jie)(jie)質界(jie)面處(chu)會產生散(san)(san)亂(luan)反射(she)，進而引起聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)能量(liang)的衰(shuai)減，這種現象稱(cheng)為(wei)散(san)(san)射(she)衰(shuai)減。材料(liao)的晶(jing)粒粗細程度嚴重影響散(san)(san)射(she)衰(shuai)減程度。當材料(liao)晶(jing)粒粗大時(shi)，聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)在(zai)晶(jing)界(jie)處(chu)會出現較多(duo)的散(san)(san)亂(luan)反射(she)，被散(san)(san)射(she)的聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)會沿著(zhu)復(fu)雜路徑傳播到探頭，在(zai)儀器顯示(shi)屏上引起林狀回波(bo)(bo)(bo)，也稱(cheng)草波(bo)(bo)(bo)，導致信噪比下降，嚴重時(shi)甚至(zhi)會湮沒(mei)缺(que)陷波(bo)(bo)(bo)。
3. 吸收(shou)衰減(jian)
質點(dian)離開(kai)自己(ji)的(de)平衡(heng)位(wei)置(zhi)產生振動時，必(bi)須(xu)克服(fu)介質質點(dian)間的(de)黏(nian)滯(zhi)(zhi)力(li)而做功，造成聲波能量損耗(hao)，這部(bu)分損耗(hao)的(de)能量轉換成熱(re)能，同時由(you)于介質的(de)黏(nian)滯(zhi)(zhi)吸收也會造成部(bu)分聲波能量損耗(hao)，這種現象稱(cheng)為吸收衰(shuai)減，又(you)稱(cheng)黏(nian)滯(zhi)(zhi)衰(shuai)減。
在(zai)上三種衰(shuai)(shuai)減(jian)中(zhong)，通常所說的衰(shuai)(shuai)減(jian)指的是由介質引起(qi)的散(san)(san)射衰(shuai)(shuai)減(jian)和(he)吸收衰(shuai)(shuai)減(jian)，不包(bao)括(kuo)擴散(san)(san)衰(shuai)(shuai)減(jian)。除(chu)此之(zhi)外(wai)，還有位錯(cuo)引起(qi)的衰(shuai)(shuai)減(jian)、磁疇壁引起(qi)的衰(shuai)(shuai)減(jian)和(he)殘余應力引起(qi)的衰(shuai)(shuai)減(jian)等。
聲(sheng)波衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)(jian)的強弱(ruo)常(chang)用衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)(jian)系(xi)數(shu)α表示，其單位為dB/mm,即經過1mm距離超(chao)聲(sheng)能量(liang)減(jian)(jian)(jian)少的分貝數(shu)。衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)(jian)系(xi)數(shu)只考慮了介質的散射衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)(jian)和吸收衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)(jian)，不考慮擴散衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)(jian)。
對于金屬材(cai)料等固體介質(zhi)而言，介質(zhi)衰減(jian)系數α等于散射衰減(jian)系數αs和吸收衰減(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氏(shi)體不銹鋼和一些鑄件的困難所在。
對于液體介質(zhi)而言，多為吸收衰減(jian)。衰減(jian)系數(shu)的表達式為
由(you)上式看出，液體衰(shuai)減(jian)系數(shu)與(yu)其黏滯系數(shu)、聲波頻率的平方呈正比，與(yu)密度、波速的立方呈反比。而n、p、c都與(yu)溫度有關，因(yin)此α也與(yu)溫度有關。一般情(qing)況下，α隨溫度的升高(gao)而降低(di)，有利于超聲波的傳播(bo)。
由(you)此可(ke)知，質的衰減同(tong)介(jie)質的自(zi)身性質牢牢相(xiang)關，所以在實際(ji)探(tan)傷過程(cheng)中可(ke)據此來評(ping)價材料晶體(ti)粒度大小、缺(que)陷(xian)密集程(cheng)度、石墨(mo)含(han)量、組(zu)織不(bu)均勻程(cheng)度等(deng)情況。
