가스터빈에 사용되는 소재는 여타 금속소재에 비하여 고온 기계적 특성은 우수한 반면 상대적으로 단조성이 떨어지기 때문에, 금속소재의 단조성에 대한 이해와 단조 공정별 장단점을 파악하여 단조공정 설계에 반영하여야 한다. 가스터빈용 Ni합금의 경우 고온기계적 성질은 결정립 크기에 크게 의존한다. 결정립 크기는 기계적 성질에 직접적으로 영향을 미치는데, 동적재결정의 경우 초기 결정립크기, 변형률, 변형속도, 온도 뿐만 아니라 결정립계에 석출된 제2상에 의해서 크게 영향을 받기 때문에 이들 상의 고용온도를 파악하여 단조공정 설계에 반영하여야 한다. 유한요소법으로 변형률과 온도분포를 해석함으로써 단조품 내의 결정립 분포를 효과적으로 예측할 수 있다. 다단계 단조 경우, 최종 단조품의 결정립 크기는 단계별 단조 온도 및 변형률 배분 등에 따라 변하므로 이를 고려하여야 한다.

In the stage of process design, many factors affecting tool life should be considered. Wear, Damage Accumulation and excessive die Stress are those. Most Engineer think wear and damage accumulation affection deeply to the cold forging dies and wear for the hot forging dies. In this report, the example that wear and stress distribution affect tool life in hot forging together will be introduced and the way to solve that problem using Finite Element Method.

This paper suggests the new techmology to control metal flow in order to reduce the number of preforming and machining for the cold forged product with complex geometry. This technology can be summarized the complex forming, which consists of bulk forming and sheet forming, and multi-action forging, which be preformed double action dies. To analyze the process, finite element simulation has been performed. The proposed technology is applied to hub which is part of air conditioner clutch. According to the result of this study, the relative velocity of mandrel and punch is primary process variable.