工件经淬火后，硬化后的表层组织比内部更加致密，高频超声波通过表面耦合剂进入工件表面晶粒较小的马氏体组织，其能量衰减小；当超声波遇到晶粒相对粗大的铁素体及珠光体时，由于声阻抗存在差异，超声波会形成反射回波。通过计算超声波在这种材料的传播速度与传播时间，就能获得产生回波的距离，即可计算淬火硬化层的厚度。钢件薄表面硬化层深度测定检测方法主要有显微组织测量法、显微硬度测量法等。在本案例中将运用常规超声技术，采用20MHz的高频单晶探头进行超声波检测，方便快捷。

待检工件

       待检工件为三根钢棒，钢棒表面为马氏体组织，母材则主要是晶粒相对较大的铁素体和珠光体组织，如下图1所示。通过数显游标卡尺大致测量3个端面的淬火层，其数值显示分别为4.5mm、4.55mm、4.66mm。

图1 待检工件淬火层厚度粗测

检测结果

       本检测方案巧妙运用了端面回波进行淬火层厚度测量，采用20M高频探头，横波斜入射检测。从设备端可以读取检测1号端面时第一个较高杂波埋深4.72mm；2号端面第一个较高杂波埋深4.66mm；3号端面第一个较高杂波埋深4.65mm。

结 论

       从试验结果可以知道，本次采用高频横波斜探头能清晰看到杂波的最高波。因此，采用高频单晶探头来检测计算某些金属钢件的淬火硬化层的厚度是可行的。