Abstract The objective of the study is to investigate the erosion effects of periodic water clusters interacting with flat AISI 304 surface to evaluate erosion regimes, surface morphology and variation in the subsurface microhardness below the disintegrated grooves. Stairs trajectory within the standoff distance 5–101 mm with step height 2 mm and length 20 mm was used. The pulsating water jet was changed by varying the supply pressure of the liquid from 40 MPa–100 MPa, at a traverse speed of 5 mm/s which is equivalent to constant impingement distribution of 4000 impingements per mm. Morphology of the PWJ defines different erosion regimes based on specific value of supply pressure and standoff distance. Increasing of supply pressure shifts prevalence of both impact pressure and stagnation pressure at higher standoff distances leading to the delay in formation of incubation, acceleration, culmination, depletion, and termination regime. Impinged surface features such as micro-pits, craters, upheaved surface and isolated voids near the periphery of the trace were observed along with PWJ footprint. The values of the micro-hardness showed strengthening of material subsurface at selected standoff distances. At certain standoff distance effect of supply pressure is inverse to micro-hardness values. Determination of studied technological parameters can be used for effective surface peening operation at v > 5 mm and surface activation of the metals. Results opens a new avenue for determination of erosion resistance of material.

中文翻译：

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沿阶梯轨迹运动的脉动水射流压力对冲蚀深度、表面形貌和显微硬度的影响

摘要 本研究的目的是研究周期性水团簇与平坦 AISI 304 表面相互作用的侵蚀效应，以评估侵蚀状态、表面形态和分解凹槽下方的亚表面显微硬度变化。使用台阶高度为 2 毫米、长度为 20 毫米的间隔距离 5-101 毫米内的楼梯轨迹。脉动水射流通过改变液体的供应压力从 40 MPa 到 100 MPa，以 5 毫米/秒的横向速度改变，这相当于每毫米 4000 次冲击的恒定冲击分布。PWJ 的形态根据供应压力和间隔距离的特定值定义了不同的侵蚀状态。供应压力的增加改变了冲击压力和停滞压力的普遍性，从而导致孵化、加速、高潮、消耗和终止机制的形成延迟。与 PWJ 足迹一起观察到冲击表面特征，例如微坑、陨石坑、隆起表面和迹线外围附近的孤立空隙。显微硬度值表明在选定的间隔距离处材料次表面得到强化。在一定的间隔距离下，供应压力的影响与显微硬度值成反比。所研究的技术参数的确定可用于在 v > 5 mm 下进行有效的表面喷丸操作和金属的表面活化。结果为确定材料的耐腐蚀性开辟了一条新途径。加速、高潮、耗尽和终止机制。与 PWJ 足迹一起观察到冲击表面特征，例如微坑、陨石坑、隆起表面和迹线外围附近的孤立空隙。显微硬度值表明在选定的间隔距离处材料次表面得到强化。在一定的间隔距离下，供应压力的影响与显微硬度值成反比。所研究的技术参数的确定可用于在 v > 5 mm 下进行有效的表面喷丸操作和金属的表面活化。结果为确定材料的耐腐蚀性开辟了一条新途径。加速、高潮、耗尽和终止机制。与 PWJ 足迹一起观察到冲击表面特征，例如微坑、陨石坑、隆起表面和迹线外围附近的孤立空隙。显微硬度值表明在选定的间隔距离处材料次表面得到强化。在一定的间隔距离下，供应压力的影响与显微硬度值成反比。所研究的技术参数的确定可用于在 v > 5 mm 下进行有效的表面喷丸操作和金属的表面活化。结果为确定材料的耐腐蚀性开辟了一条新途径。观察到迹线外围附近的隆起表面和孤立空隙以及 PWJ 足迹。显微硬度值表明在选定的间隔距离处材料次表面得到强化。在一定的间隔距离下，供应压力的影响与显微硬度值成反比。所研究的技术参数的确定可用于在 v > 5 mm 下进行有效的表面喷丸操作和金属的表面活化。结果为确定材料的耐腐蚀性开辟了一条新途径。观察到迹线外围附近的隆起表面和孤立空隙以及 PWJ 足迹。显微硬度值表明在选定的间隔距离处材料次表面得到强化。在一定的间隔距离下，供应压力的影响与显微硬度值成反比。所研究的技术参数的确定可用于在 v > 5 mm 下进行有效的表面喷丸操作和金属的表面活化。结果为确定材料的耐腐蚀性开辟了一条新途径。所研究的技术参数的确定可用于在 v > 5 mm 下进行有效的表面喷丸操作和金属的表面活化。结果为确定材料的耐腐蚀性开辟了一条新途径。所研究的技术参数的确定可用于在 v > 5 mm 下进行有效的表面喷丸操作和金属的表面活化。结果为确定材料的耐腐蚀性开辟了一条新途径。