由于长期运行在高温、高负荷及腐蚀性介质等恶劣环境中，工业结构很容易产生裂纹、气孔等多种类型的缺陷。而裂纹是一种危害性很大的不稳定性缺陷。结构在运行条件下，即使很小的裂纹，在交变应力、温度等因素作用下，也可能迅速扩展，使结构突然发生断裂，导致灾难性事故的发生，成为影响工业生产安全运行的最大隐患。同时，不同裂纹方向对结构的危害性差别也很大。因此，针对结构中裂纹检测及方向识别问题，本文进行了基于矢量全聚焦的超声阵列缺陷识别方法研究，主要研究内容包括：（1）矢量全聚焦方法研究对超声相控阵中全矩阵采集数据的后处理方法进行研究，在修正的全聚焦算法基础上提出了矢量全聚焦方法。编写了矢量全聚焦算法，并从矢量全聚焦成像中提取缺陷处反射面角度用于裂纹方向的表征。（2）基于矢量全聚焦的缺陷方向识别影响因素研究利用仿真和实验获得的全矩阵数据，研究矢量全聚焦算法中子阵列阵元个数、子阵列阵元间隔、子阵列合成加权因子三个特征参数对缺陷方向识别的影响，并优化出缺陷方向识别效果较佳的三个特征参数的组合。在此基础上，研究探头与缺陷相对位置对缺陷检测及方向识别的影响，为后续检测试验提供指导。（3）基于矢量全聚焦的缺陷识别检测试验研究及其应用将基于矢量全聚焦的缺陷识别方法应用于铝制试块中不同方向人工裂纹的检测。实验结果表明，利用方法不仅可以实现裂纹的检测定位，而且能够实现裂纹方向的识别和长度的测量。在此基础上，将该方法应用于锻件中典型自然缺陷检测。