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感应淬火作为一种高效的表面强化工艺，会使材料表层发生显著的组织结构转变。淬火后的材料，其淬火层因快速冷却形成马氏体细晶结构，这种均匀致密的微观组织具有极低的声阻抗差异，对超声波能量的衰减仅为常规组织的 1/5 至 1/3，能够为超声波的穿透提供优异的传播介质。当频率为 5-10MHz 的超声波束垂直入射至淬硬层与非淬硬层的界面时，由于基体材料仍保留着相对粗大的珠光体 + 铁素体结构，声阻抗突变达 30% 以上，会引发强烈的超声背散射现象。此时，弗劳恩霍夫 P3123 无损检测仪配备的宽带宽、高灵敏度超声换能器，能够以纳秒级时间分辨率迅速捕捉背散射信号。仪器内置的高性能数字信号处理器，基于回波信号的时域特征，精确测量入射波与背散射波之间的渡越时间，并结合预先校准的材料超声声速数据库，通过渡越时间 - 声速换算模型，最终以 ±0.02mm 的精度计算得出硬化层深度。
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