چكيده:
به دست آوردن ساختار هموژن، با دانه‌هاي هم محور و ريز دانه، يكي از اهداف مهم در توليد بيشتر قطعات ريختگي است. از روشهاي مؤثر كه در اين جهت قابل استفاده است، جوانه زني ديناميكي با استفاده از ايجاد تاطم در درون مذاب مي‌باشد. نظريات مختلف در مورد نقش ارتعاش در ايجاد دانه‌هاي هم محور به شكستن دنريتها، ذوب بازوهاي اوليه، جوانه زني روي سطح مذاب و … اشاره دارد. در اين تحقيق مذاب آلمينيوم خالص تحت شرايط مختلف ارتعاش منجمد شده و ساختار آن بررسي شد. ديده شد كه با افزايش فركانس ارتعاش، دانه‌هاي هم محور ريزتر خواهد شد ولي به نظر مي‌رسد كه در فركانس‌هاي بيش از يك حد بحراني، تأثير افزايش فركانس ارتعاش ناچيز خواهد شد. همچنين دلائلي به دست آمد كه نشان مي‌دهد ارتعاش سطح آزاد مذاب و قسمت بالايي قالب بيشترين تأثير را در تشديد جوانه زني و ريز كردن دانه‌ها دارد.

مقدمه:
ريختگري عليرغم قدمت چند هزار ساله‌اش، هنوز پر مصرف‌ترين روش و در بسياري موارد اقتصادي‌ترين روش قطعه سازي مي‌باشد. در اين روش مذاب با خصوصيات مشخص تهيه شده و در قالبي ريخته مي‌شود تا پس از پايان انجماد، قطعه‌اي با شكل و خواص مكانيكي مورد نظر توليد شود. نشان داده است كه خصوصيات ساختاري به خصوص شكل و اندازه دانه‌ها، تأثير به سزايي بر خواص مكانيكي قطعات ريختگي دارد. ساختار ماكروسكوپي يك قطعه معمولاً شامل سه ناحيه مجزا يعني منطقه تبريدي، منطقه رشد ستوني و منطقه دانه‌هاي هم محور مي‌باشد. منطقه تبريدي بر روي سطح قالب و در اثر سرعت انجماد و جوانه زني زياد به وجود مي‌آيد. منطقه رشد ستوني بر اثر رشد ترجيحي برخي از دانه‌هاي تبريدي در جهات خاص شكل مي‌گيرد و نهايتاً در مركز قطعه، دانه‌هايي به صورت هم محور و با جهات تصادفي به وجود مي‌آيند. نظريات مختلفي در مورد علت تشكيل اين منطقه ارائه شده است كه از جمله آنها مي‌توان به پس زده شدن برخي از كريستالهاي هم محور تشكيل شده در نزديك ديواره قالب، توسط رشد دانه‌هاي ستوني به مركز قالب. ذوب بازوهاي دنريتها در منطقه رشد ستوني و جوانه زني روي سطح مذاب و سقوط به درون مذاب اشاره كرد.
تحقيقات نشان داده است كه با بزرگتر شدن منطقه دانه‌هاي هم محور و كوچكتر شدن منطقه رشد ستوني خواص مكانيكي بهبود مي‌يابد و امروزه غالباً هدف از ريخته‌گري به دست آوردن ساختاري يكنواخت با دانه‌هاي ريز و هم محور مي‌باشد.
روشهاي موجود براي دستيابي به چنين ساختاري مبني بر تشديد جوانه زني و عمدتاً از طريق كنترل شرايط ريخته‌گري، استفاده از جوانه زاي خارجي و يا استفاده از روشهاي فيزيكي و مكانيكي نظير ارتعاش، هم زدن، ارتعاشات النرامونيك و … مي‌باشد. در روشهاي اخير ريز شدن دانه‌ها عموماً به خرد شدن دنريتها به خاطر اعمال نيروهاي مكانيكي يا پالس‌هاي حرارتي نسبت داده شده است. تحقيقاتي در رابطه با اينكه چه نقاطي از قالب بيشترين سهم را در ايجاد دانه‌هاي هم محور، تحت شرايط ارتعاش مكانيكي بر عهده دارند انجام شده است و به تشديد جوانه زايي روي قالب يا سطح بالايي مذاب اشاره مي‌كند. هدف از اين تحقيق، مطالعه تأثير اعمال ارتعاش و شدت آن بر ساختار آلمينيوم خالص و بررسي نقاطي از قالب كه بيشترين تأثير را در ريز شدن دانه هنگام ارتعاش مكانيكي دارند، مي‌باشد.