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

 聲波從聲源發出的聲束，類似手電筒發出的光束，隨著距離的不斷增加，波陣面不斷擴大，單位面積上的聲壓不斷下降，聲波能量也逐漸減弱，這種現象稱為擴散衰減。

 擴散衰減程度與傳播波形和傳播距離有關。對于平面波，其波陣面為平面，波束不擴散，聲強、聲壓不隨傳播距離增加而變化，因此不存在擴散衰減；對于柱面波，其波陣面為一系列同軸圓柱面，波束向四周擴散，聲強與傳播距離成反比，聲壓與傳播距離的平方根成反比，存在擴散衰減；對于球面波，其波陣面為一系列同心球面，波束向四面八方擴散，聲強與傳播距離的平方成反比，聲壓與傳播距離成反比，存在擴散衰減。

 在實際探傷中，探頭類型、晶片大小、聲波頻率決定著聲波波形，在波形確定后，擴散衰減僅與聲波傳播距離有關。

2. 散射衰減

 聲波在介質中傳播時，在聲阻抗不同的介質界面處會產生散亂反射，進而引起聲波能量的衰減，這種現象稱為散射衰減。材料的晶粒粗細程度嚴重影響散射衰減程度。當材料晶粒粗大時，聲波在晶界處會出現較多的散亂反射，被散射的聲波會沿著復雜路徑傳播到探頭，在儀器顯示屏上引起林狀回波，也稱草波，導致信噪比下降，嚴重時甚至會湮沒缺陷波。

3. 吸收衰減

 質點離開自己的平衡位置產生振動時，必須克服介質質點間的黏滯力而做功，造成聲波能量損耗，這部分損耗的能量轉換成熱能，同時由于介質的黏滯吸收也會造成部分聲波能量損耗，這種現象稱為吸收衰減，又稱黏滯衰減。

在上三種衰減中，通常所說的衰減指的是由介質引起的散射衰減和吸收衰減，不包括擴散衰減。除此之外，還有位錯引起的衰減、磁疇壁引起的衰減和殘余應力引起的衰減等。

聲波衰減的強弱常用衰減系數α表示，其單位為dB/mm,即經過1mm距離超聲能量減少的分貝數。衰減系數只考慮了介質的散射衰減和吸收衰減，不考慮擴散衰減。

對于金屬材料等固體介質而言，介質衰減系數α等于散射衰減系數αs和吸收衰減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氏體不銹鋼和一些鑄件的困難所在。

對于液體介質而言，多為吸收衰減。衰減系數的表達式為

由上式看出，液體衰減系數與其黏滯系數、聲波頻率的平方呈正比，與密度、波速的立方呈反比。而n、p、c都與溫度有關，因此α也與溫度有關。一般情況下，α隨溫度的升高而降低，有利于超聲波的傳播。

由此可知，質的衰減同介質的自身性質牢牢相關，所以在實際探傷過程中可據此來評價材料晶體粒度大小、缺陷密集程度、石墨含量、組織不均勻程度等情況。