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)(sheng)波(bo)(bo)從(cong)聲(sheng)(sheng)(sheng)源發(fa)出的聲(sheng)(sheng)(sheng)束(shu)，類似手電筒(tong)發(fa)出的光束(shu)，隨著距離(li)的不(bu)斷(duan)增加，波(bo)(bo)陣面不(bu)斷(duan)擴大，單位面積上(shang)的聲(sheng)(sheng)(sheng)壓不(bu)斷(duan)下降，聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)能(neng)量也逐漸(jian)減(jian)弱，這(zhe)種現象稱為擴散(san)衰(shuai)減(jian)。
擴(kuo)(kuo)散(san)衰(shuai)減(jian)程度與傳播(bo)波(bo)(bo)(bo)(bo)形和(he)傳播(bo)距(ju)離有關(guan)。對于平(ping)面(mian)(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)(bo)，其(qi)(qi)波(bo)(bo)(bo)(bo)陣(zhen)面(mian)(mian)(mian)為(wei)平(ping)面(mian)(mian)(mian)，波(bo)(bo)(bo)(bo)束(shu)不擴(kuo)(kuo)散(san)，聲(sheng)(sheng)強、聲(sheng)(sheng)壓不隨傳播(bo)距(ju)離增加(jia)而變化(hua)，因此不存(cun)在(zai)擴(kuo)(kuo)散(san)衰(shuai)減(jian)；對于柱面(mian)(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)(bo)，其(qi)(qi)波(bo)(bo)(bo)(bo)陣(zhen)面(mian)(mian)(mian)為(wei)一(yi)系列同軸(zhou)圓柱面(mian)(mian)(mian)，波(bo)(bo)(bo)(bo)束(shu)向四周擴(kuo)(kuo)散(san)，聲(sheng)(sheng)強與傳播(bo)距(ju)離成(cheng)反(fan)比，聲(sheng)(sheng)壓與傳播(bo)距(ju)離的平(ping)方(fang)根成(cheng)反(fan)比，存(cun)在(zai)擴(kuo)(kuo)散(san)衰(shuai)減(jian)；對于球(qiu)面(mian)(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)(bo)，其(qi)(qi)波(bo)(bo)(bo)(bo)陣(zhen)面(mian)(mian)(mian)為(wei)一(yi)系列同心(xin)球(qiu)面(mian)(mian)(mian)，波(bo)(bo)(bo)(bo)束(shu)向四面(mian)(mian)(mian)八方(fang)擴(kuo)(kuo)散(san)，聲(sheng)(sheng)強與傳播(bo)距(ju)離的平(ping)方(fang)成(cheng)反(fan)比，聲(sheng)(sheng)壓與傳播(bo)距(ju)離成(cheng)反(fan)比，存(cun)在(zai)擴(kuo)(kuo)散(san)衰(shuai)減(jian)。
在實(shi)際探傷中(zhong)，探頭類(lei)型、晶片大小、聲波(bo)頻率決(jue)定著聲波(bo)波(bo)形(xing)，在波(bo)形(xing)確定后，擴散衰減僅(jin)與聲波(bo)傳播距(ju)離有(you)關(guan)。
2. 散射衰減
聲(sheng)(sheng)波在介質中傳(chuan)播時，在聲(sheng)(sheng)阻抗不同的介質界面處(chu)會(hui)產生散(san)亂反(fan)射(she)，進而引起聲(sheng)(sheng)波能量的衰(shuai)減，這種現(xian)象稱為散(san)射(she)衰(shuai)減。材料的晶粒(li)粗細程度嚴重(zhong)影響散(san)射(she)衰(shuai)減程度。當(dang)材料晶粒(li)粗大時，聲(sheng)(sheng)波在晶界處(chu)會(hui)出現(xian)較(jiao)多的散(san)亂反(fan)射(she)，被散(san)射(she)的聲(sheng)(sheng)波會(hui)沿著(zhu)復雜路徑傳(chuan)播到探頭，在儀器顯示屏上引起林狀回波，也稱草(cao)波，導致(zhi)信噪比下降，嚴重(zhong)時甚至會(hui)湮沒缺陷波。
3. 吸(xi)收衰減
質(zhi)點離開(kai)自己的(de)平衡位置(zhi)產(chan)生振動時，必須(xu)克服(fu)介質(zhi)質(zhi)點間的(de)黏(nian)滯力而做功，造(zao)成聲(sheng)波能(neng)(neng)量損耗，這部分損耗的(de)能(neng)(neng)量轉(zhuan)換成熱(re)能(neng)(neng)，同時由于介質(zhi)的(de)黏(nian)滯吸收也會造(zao)成部分聲(sheng)波能(neng)(neng)量損耗，這種(zhong)現象稱為吸收衰減，又稱黏(nian)滯衰減。
在上(shang)三種衰(shuai)減(jian)中，通常所說的(de)衰(shuai)減(jian)指(zhi)的(de)是由介質引(yin)(yin)起的(de)散射衰(shuai)減(jian)和(he)吸收(shou)衰(shuai)減(jian)，不(bu)包括(kuo)擴散衰(shuai)減(jian)。除此之外，還有(you)位錯引(yin)(yin)起的(de)衰(shuai)減(jian)、磁(ci)疇(chou)壁引(yin)(yin)起的(de)衰(shuai)減(jian)和(he)殘余應(ying)力(li)引(yin)(yin)起的(de)衰(shuai)減(jian)等。
聲(sheng)波衰(shuai)(shuai)減的(de)強(qiang)弱常用衰(shuai)(shuai)減系(xi)數(shu)α表示，其單位(wei)為dB/mm,即經過1mm距離超(chao)聲(sheng)能量(liang)減少的(de)分貝數(shu)。衰(shuai)(shuai)減系(xi)數(shu)只考(kao)慮了介質的(de)散(san)射衰(shuai)(shuai)減和吸收(shou)衰(shuai)(shuai)減，不(bu)考(kao)慮擴散(san)衰(shuai)(shuai)減。
對于(yu)金屬材(cai)料(liao)等(deng)固體介質而言，介質衰(shuai)減(jian)(jian)系數α等(deng)于(yu)散射衰(shuai)減(jian)(jian)系數αs和吸收衰(shuai)減(jian)(jian)αa之和，即(ji)
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體(ti)不銹(xiu)鋼和一些鑄件的困難所在。
對于(yu)液體介質(zhi)而言，多為(wei)吸收衰(shuai)減(jian)。衰(shuai)減(jian)系數的表達(da)式(shi)為(wei)
由(you)上(shang)式看出，液體衰減系數與(yu)(yu)其黏(nian)滯(zhi)系數、聲波頻率的(de)(de)(de)平方呈(cheng)正比，與(yu)(yu)密度、波速的(de)(de)(de)立方呈(cheng)反比。而(er)n、p、c都(dou)與(yu)(yu)溫度有(you)(you)關，因此(ci)α也與(yu)(yu)溫度有(you)(you)關。一般情況下，α隨溫度的(de)(de)(de)升高而(er)降(jiang)低，有(you)(you)利于超聲波的(de)(de)(de)傳(chuan)播。
由此可知，質(zhi)的衰減(jian)同介質(zhi)的自身性質(zhi)牢(lao)牢(lao)相(xiang)關，所以在實際探(tan)傷(shang)過程(cheng)(cheng)中可據此來評(ping)價材料晶體(ti)粒度大小、缺陷密集程(cheng)(cheng)度、石墨含量、組(zu)織(zhi)不均勻(yun)程(cheng)(cheng)度等情況。
