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本发明提供一种基于超声信号的大型模铸锭柱状晶边界表征方法，其包括以下步骤：S1、利用超声检测装置对钢锭进行局部超声检测，提取射频超声检测波形；S2、对钢锭进行剖切取样，并对试样进行金相检验，获得钢锭内部晶粒组织分布；S3、对试样区域的超声检测信号进行频谱分析，提取各检测位置相对应的频谱特征参数；S4、分析钢锭内部凝固组织的形貌、尺寸及分布特征与频谱特征参数的关系，利用幅度谱幅值峰值、中心频率以及峰值频率等特征参数表征钢锭内柱状晶边界；S5、对大型模铸锭的柱状晶与等轴晶区域进行边界表征。本发明利用超声检测方法以及不同区域的频谱变化能够实现对大型钢锭的柱状晶与等轴晶区域进行无损、快速及准确的界定。