金属材料经过热处理可以极大的提升材料的力学特性,由于淬火工艺及材料本身的特性致使其形成的淬硬层厚度存在偏差,为工件的后期使用带来严重的安全隐患,相比其它的检测手段超声检测技术具有灵敏度高、穿透能力强、适用于不同介质的特点。正因这些优势特征,超声检测方法逐渐成为一门应用领域广且检测效果优良的检测技术。第一章主要介绍了课题研究背景及国内外研究现状;第二章对超声检测的参量及研究所用的数据处理方法等理论概念进行介绍;第三章详细阐明了钢材料的热处理流程及实验样件的选材情况,并配合金相实验完成样件的微观组织检测分析;第四章主要介绍利用超声实验检测系统对样件进行采样,对获取的超声检测信号进行处理,分析不同淬硬层厚度样件在时域和频域下的超声信号波动变化规律,利用非线性超声检测技术完成对实验样件的研究分析,建立淬硬层与超声非线性系数之间的函数关系,实现对不同样件的金属淬硬层厚度的理论表征。第五章介绍了超声检测系统的设计开发,结合第四章数据建模分析的结果筛选出最佳的建模方法,将筛选出的算法和理论方法编写到检测软件系统中,结合金相检测结果和超声检测所得结果进行误差分析,实现对金属淬硬层厚度的有效表征。第六章主要对现有的实验结果进行归纳总结,并对存在的问题提出改进方案。本研究表明超声检测技术在对金属淬硬层厚度检测领域里具有明显的优势,通过集成处理算法在检测系统的软件中并控制合适的超声检测参量范围,可以实现对检测信号的有效检测,借助超声非线性检测技术在一定的误差范围内实现对金属淬硬层厚度的有效表征。