금속재료산업기사 필기 기출문제복원 (2003-03-16)

금속재료산업기사 2003-03-16 필기 기출문제 해설

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금속재료산업기사
(2003-03-16 기출문제)

목록

1과목: 금속재료

1. Bravais 격자 모형에서 입방정계의 격자상수 a, b, c와 축각 α, β, γ를 옳게 나타낸 것은?

  1. a=b=c, α=β=γ=90°
  2. a=b≠ c, α=β=γ=90°
  3. a≠b≠c, α=β=γ=90°
  4. a≠b≠c, α≠β≠γ≠90°
(정답률: 65%)
  • 입방정계(Cubic system)는 세 축의 길이가 모두 같고, 모든 축 사이의 각도가 $90^{\circ}$인 가장 대칭적인 격자 구조입니다.
    $$a = b = c, \alpha = \beta = \gamma = 90^{\circ}$$
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2. 합금의 용융 응고 온도범위(온도차가 생기는 것)를 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 항상 일정하다.
  2. 조성에 따라 달라진다.
  3. 무게변화에 따라 달라진다.
  4. 부피변화에 따라 달라진다.
(정답률: 80%)
  • 합금의 응고는 순금속과 달리 액상선과 고상선 사이의 온도 범위에서 일어나며, 이 온도 범위는 합금 내 성분 원소의 비율인 조성에 따라 결정됩니다.
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3. 강(steel)에 함유되어 있는 5대 성분은?

  1. C, Si, P, Mn, S
  2. C, Si, Co, Mo, S
  3. C, P, Al , Cu, S
  4. C, Mn, Al , Cu, S
(정답률: 77%)
  • 강의 화학 성분을 구성하는 대표적인 5대 원소는 탄소(C), 규소(Si), 인(P), 망간(Mn), 황(S)입니다.
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4. 아공석강에서 펄라이트양이 증가하면서 감소되는 기계적 성질은?

  1. 인장강도
  2. 연신율
  3. 경도
  4. 항장력
(정답률: 50%)
  • 아공석강에서 펄라이트의 양이 증가하면 강도, 경도, 항장력은 증가하지만, 재료의 연성과 전성인 연신율은 감소하게 됩니다.
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5. 황동의 종류가 아닌 것은?

  1. 톰벡(Tombac)
  2. 하스텔로이 에이(Hastelloy A)
  3. 문쯔 메탈(Muntz Metal)
  4. 길딩 메탈(Gilding Metal)
(정답률: 78%)
  • 황동은 구리(Cu)와 아연(Zn)의 합금으로 톰벡, 문쯔 메탈, 길딩 메탈이 이에 해당합니다. 하스텔로이 에이(Hastelloy A)는 니켈(Ni) 기반의 초합금입니다.
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6. 미세한 입자의 요업재료로 제조되며 가볍고 내마모성, 내화학성이 우수하여 자동차 엔진의 사용에 가장 적합한 재료는?

  1. 파인세라믹스
  2. 코비탈륨
  3. 알드레이
  4. 고온강화형합금강
(정답률: 53%)
  • 파인세라믹스는 미세한 입자의 요업재료로 제조되어 고강도, 내마모성, 내화학성 및 경량성을 갖추고 있어 자동차 엔진 부품 등 고정밀·고내구성 부품에 가장 적합한 재료입니다.
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7. Al 또는 그 합금의 성질에 관한 설명이 옳지 못한 것은?

  1. 비중과 용융온도가 약 2.7, 660℃ 이다.
  2. 은백색의 가볍고 전연성이 있는 금속이다.
  3. 내식성이 좋고 전기및 열의 전도성이 좋은 금속이다.
  4. 물과 대기 중에서 내식성이 나쁘고 염산, 황산, 알칼리 등에는 잘 견딘다.
(정답률: 77%)
  • 알루미늄(Al)은 표면에 치밀한 산화피막을 형성하여 물과 대기 중에서 내식성이 매우 우수한 금속입니다. 다만, 강산이나 강알칼리 용액에는 부식되기 쉬운 성질을 가지고 있습니다.
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8. Ni 35∼36%, C 0.1∼0.3% , Mn 0.4% 와 Fe 합금으로 열팽창 계수가 0.9 × 10-6(20℃에서)이며 내식성도 크고, 바이메탈, 시계진자, 줄자, 계측기 부품 등에 사용하는 불변강은?

  1. 인바(invar)
  2. 엘린바(elinvar)
  3. 코엘린바(coelinvar)
  4. 플리티나이트(platinite)
(정답률: 56%)
  • Ni 35~36%와 Fe를 주성분으로 하여 열팽창 계수가 매우 낮아 온도 변화에 따른 길이 변화가 거의 없는 불변강을 인바(invar)라고 합니다.
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9. 초경합금의 특성이 아닌 것은?

  1. 경도가 높다.
  2. 고온에서 변형이 적다.
  3. 내마모성과 압축강도가 높다.
  4. 고온경도 및 강도가 낮다.
(정답률: 72%)
  • 초경합금은 매우 높은 경도와 내마모성을 가지며, 특히 고온에서도 경도와 강도가 유지되는 고온경도가 매우 뛰어난 재료입니다.
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10. 어떤 온도에서 가소성을 가진 성질을 나타내는 플라스틱을 무엇이라고 하는가?

  1. 탄화규소
  2. 초탄성재료
  3. 합성수지
  4. 알런덤합금
(정답률: 58%)
  • 합성수지는 열가소성 또는 열경화성 성질을 가지며, 특정 온도에서 가소성을 나타내어 성형이 가능한 고분자 화합물입니다.
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11. 단조 재료의 표준 단조 온도(℃)로 적당치 않은 것은?

  1. 두랄루민 : 약 400
  2. 탄소강 강재 : 약 800
  3. 모넬메탈: 약 1040
  4. 알루미늄 : 약 700
(정답률: 34%)
  • 알루미늄의 표준 단조 온도는 일반적으로 $300 \sim 500^{\circ}C$ 범위에서 이루어지므로, 약 $700^{\circ}C$라는 수치는 적절하지 않습니다.
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12. 분말야금(powder metallurgy)의 특징이 옳지 않은 것은?

  1. 절삭공정을 생략할 수 있다.
  2. 융해법으로는 만들 수 없는 합금을 만들 수 있다.
  3. 다공질의 금속재료를 만들 수 있다.
  4. 제조과정에서 융점까지 온도를 올려야 한다.
(정답률: 56%)
  • 분말야금은 금속 분말을 압축하고 융점 이하의 온도에서 가열(소결)하여 성형하는 공법입니다.
    따라서 제조과정에서 융점까지 온도를 올려야 한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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13. 대표적인 내마모성 강으로써 Mn 이 약 12 % 함유된 강은?

  1. 마텐자이트 스테인리스강
  2. 오스테나이트 스테인리스강
  3. 하드필드강
  4. 크롬강
(정답률: 62%)
  • 하드필드강(Hadfield Steel)은 망간(Mn)을 약 $12\%$ 함유한 강으로, 충격 하중을 받을 때 표면이 가공경화되어 내마모성이 극대화되는 특성을 가진 대표적인 내마모성 강입니다.
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14. 금속조직의 용어를 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. α 고용체 + Fe3C → 레데뷰라이트
  2. Fe3C → 시멘타이트
  3. α 고용체 → 페라이트
  4. γ 고용체 → 오스테나이트
(정답률: 76%)
  • 금속 조직에서 $\alpha$ 고용체와 $\text{Fe}_3\text{C}$(시멘타이트)가 층상 구조를 이룬 조직은 펄라이트입니다. 레데뷰라이트는 $\gamma$ 고용체와 $\text{Fe}_3\text{C}$의 공정 조직을 의미합니다.

    오답 노트
    $\alpha$ 고용체 + $\text{Fe}_3\text{C} \rightarrow$ 레데뷰라이트: 펄라이트에 대한 설명입니다.
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15. 주철의 기지조직을 펄라이트로 하고 흑연을 미세화시켜 인장강도를 30kgf/mm2 이상 강화시킨 것으로 내열성, 내마모성이 우수하여 내연기관의 실린더 등에 사용하는 것은?

  1. 공석주철
  2. 보통주철
  3. 고급주철
  4. 연성주철
(정답률: 54%)
  • 고급주철은 기지조직을 펄라이트로 하고 흑연을 미세화하여 인장강도를 $30\text{kgf/mm}^2$이상으로 높인 주철로, 내열성과 내마모성이 뛰어나 내연기관의 실린더 라이너 등에 주로 사용됩니다.
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16. 섬유강화 금속의 종류가 아닌 것은?

  1. LNG
  2. FRS
  3. MMC
  4. FRM
(정답률: 47%)
  • 섬유강화 금속(FRM) 및 금속 기질 복합재료(MMC), 섬유 강화 수지(FRS) 등은 복합재료의 종류에 해당하지만, LNG는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)라는 연료의 명칭입니다.
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17. 베어링 합금의 필요조건이 아닌 것은?

  1. 하중에 견딜 수 있는 정도의 경도와 내압력을 가질것
  2. 주조성과 절삭성이 좋고 열전도율이 클것
  3. 마찰계수가 높고 저항력이 작을것
  4. 내소착성이 크고 인성이 있을것
(정답률: 47%)
  • 베어링 합금은 마찰을 최소화하여 회전 부품의 마모를 방지해야 하므로, 마찰계수가 낮아야 하며 내마모성과 내소착성이 우수해야 합니다.

    오답 노트
    마찰계수가 높고 저항력이 작을것: 마찰계수는 낮을수록 유리합니다.
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18. 서로 관계없는 것끼리 연결된 것은?

  1. 함석판-Zn도금
  2. 모넬메탈-열전대
  3. 청동-에밀레종
  4. 양철판-Sn도금
(정답률: 38%)
  • 모넬메탈은 니켈(Ni)과 구리(Cu)의 합금으로 내식성이 뛰어나 화학 장치 등에 사용되며, 열전대(Thermocouple)와는 직접적인 관계가 없습니다.

    오답 노트
    함석판: 아연(Zn) 도금 강판
    청동: 구리(Cu)와 주석(Sn) 합금으로 에밀레종의 주재료
    양철판: 주석(Sn) 도금 강판
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19. 전위(dislocation)의 종류가 아닌 것은?

  1. 칼날 전위
  2. 나사 전위
  3. 단조 전위
  4. 혼합 전위
(정답률: 58%)
  • 결정 내의 선결함인 전위의 기본 종류에는 칼날 전위, 나사 전위, 그리고 이 둘이 섞인 혼합 전위가 있습니다. 단조는 금속을 두드려 가공하는 공정의 명칭이며 전위의 종류가 아닙니다.
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20. 금속의 성질 중 맞는 것은?

  1. 금속은 고유한 광택을 가지지 않는다.
  2. 금속은 부도체이다.
  3. 금속은 온도와 관계없이 모두 고체이다.
  4. 금속은 연성과 전성이 있다.
(정답률: 66%)
  • 금속은 자유전자의 영향으로 인해 얇게 펴지는 성질인 전성과 길게 늘어나는 성질인 연성을 동시에 가지고 있습니다.

    오답 노트
    광택: 고유의 금속 광택을 가짐
    전도성: 전기와 열을 잘 전달하는 도체임
    상태: 수은(Hg)과 같이 상온에서 액체인 금속이 존재함
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2과목: 금속조직

21. 고용체에서 용질원자의 대소 정도에 따라 결정 격자의 변형이 생길 때 금속의 물리적, 기계적 성질의 변화 설명으로 옳은 것은?

  1. 전도전자가 산란된다.
  2. 전기저항이 감소한다.
  3. 경도가 감소한다.
  4. 강도가 감소한다.
(정답률: 35%)
  • 고용체 내에서 용질 원자의 크기 차이로 인해 결정 격자가 왜곡되면, 격자 내를 이동하는 전도전자가 이 왜곡된 부위에 부딪혀 산란되기 때문입니다.

    오답 노트
    전기저항: 전도전자 산란 증가로 인해 증가함
    경도 및 강도: 격자 변형이 전위의 이동을 방해하여 오히려 증가함
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22. 순철에서 [α ]↔[γ] (910℃)로 변태하는 점은?

  1. A1 변태점
  2. A2 변태점
  3. A3 변태점
  4. A4 변태점
(정답률: 66%)
  • 순철의 변태점에서 $\alpha$-철(페라이트)이 $\gamma$-철(오스테나이트)로 변하는 온도를 $A_3$ 변태점이라고 합니다.

    오답 노트
    $A_1$ 변태점: $\gamma$에서 $\alpha + \text{Fe}_3\text{C}$로 변하는 공석 변태점
    $A_4$ 변태점: $\gamma$에서 $\delta$로 변하는 변태점
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23. 금속결정구조에서 체심입방격자의 배위수는?

  1. 6 개
  2. 8 개
  3. 12 개
  4. 24 개
(정답률: 67%)
  • 배위수는 하나의 원자를 둘러싸고 있는 가장 가까운 이웃 원자의 수를 의미합니다. 체심입방격자(BCC)는 입방체의 중심에 있는 원자가 8개의 꼭짓점 원자와 접하고 있으므로 배위수는 8개입니다.
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24. 금속의 육방정계의 대표적인 면이 아닌 것은?

  1. 기저면(base plane)
  2. 각통면(prismatic plane)
  3. 주조면(cast plane)
  4. 각추면(pyramidal plane)
(정답률: 52%)
  • 육방정계(HCP)의 대표적인 결정면으로는 기저면, 각통면, 각추면이 있습니다. 주조면(cast plane)은 결정 구조의 고유한 면이 아니라 주조 공정 과정에서 형성되는 면을 의미하므로 정답이 아닙니다.
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25. 레데뷰라이트(ledeburite)를 바르게 표기한 것은?

  1. α -고용체
  2. γ-고용체＋Fe3C
  3. δ -고용체
  4. α -고용체＋γ-고용체
(정답률: 55%)
  • 레데뷰라이트(ledeburite)는 공정 반응에 의해 생성되는 조직으로, 오스테나이트인 $\gamma$-고용체와 시멘타이트인 $\text{Fe}_3\text{C}$가 층상 구조를 이루고 있는 혼합물입니다.
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26. 다음 중 점결함(Point defect)이 아닌 것은?

  1. 원자 공공
  2. 격자간 원자
  3. 전단 전위
  4. 프렌켈 결함
(정답률: 49%)
  • 점결함은 결정 격자 내의 한 점 또는 소수의 원자 위치에서 발생하는 결함입니다. 원자 공공, 격자간 원자, 프렌켈 결함은 모두 점결함에 해당하지만, 전단 전위는 선결함(Line defect)의 일종입니다.
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27. 가공재료의 내부응력 제거와 조직의 균질화를 목적으로 하는 것은?

  1. 스트레인
  2. 오버히팅
  3. 어닐링
  4. 하드닝
(정답률: 60%)
  • 어닐링(풀림)은 재료를 적절한 온도로 가열 후 서서히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 조직을 균질화하며 연성을 높이는 열처리 공정입니다.
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28. Fe3C는 어느 것에 속하는가?

  1. 포정 용해물
  2. 치환 고용물
  3. 금속간 화합물
  4. 공석 혼합물
(정답률: 46%)
  • $\text{Fe}_{3}\text{C}$(시멘타이트)는 철과 탄소가 일정한 화학적 조성비를 가지고 결합하여 형성된 금속간 화합물입니다.
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29. 냉간가공 하였을 때 물리적,기계적성질의 변화가 맞는 것은?

  1. 밀도가 증가 한다.
  2. 전기저항은 증가 한다.
  3. 연신율은 증가 한다.
  4. 인장강도가 감소 한다.
(정답률: 49%)
  • 냉간가공을 하면 금속 내부의 전위 밀도가 증가하여 결정 격자가 왜곡되므로 전기저항이 증가합니다.

    오답 노트
    밀도: 거의 변화 없음
    연신율: 감소
    인장강도: 증가
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30. 철-탄소계 상태도에서 공석점의 탄소는 약 몇 % 인가?

  1. 0.55
  2. 0.65
  3. 0.80
  4. 1.2
(정답률: 69%)
  • 철-탄소계 상태도에서 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 동시에 변태하는 공석점의 탄소 함유량은 약 $0.8\%$ 입니다.
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31. 규칙격자가 생기면 전기 전도도는?

  1. 불규칙한 때에 비하여 전기 전도도가 감소한다.
  2. 불규칙한 때에 비하여 전기 전도도가 증가한다.
  3. 전도전자의 산란이 많아서 전기 전도도가 커진다.
  4. 전도전자의 산란이 적어서 전기 전도도가 작아진다.
(정답률: 58%)
  • 격자가 규칙적으로 배열되면 전도 전자의 산란(scattering)이 줄어들어 전자가 더 원활하게 이동할 수 있습니다. 따라서 불규칙한 격자 구조일 때보다 전기 전도도가 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    전도전자의 산란이 많으면: 전기 전도도 감소
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32. 탄소 0.2-0.3% 정도의 강에서는 냉각속도에 따라 A3변태에 의하여 초석 α 가 γ결정의 벽개면(cleavage plane)을 따라서 판상으로 석출한다. 이 때 나타나는 주 조직은?

  1. 오스테나이트
  2. 시멘타이트
  3. 비드만스테텐
  4. 펄라이트
(정답률: 43%)
  • 저탄소강에서 냉각 속도에 따라 오스테나이트($\gamma$)가 페라이트($\alpha$)로 변태할 때, 결정의 벽개면을 따라 판상으로 석출되는 특유의 조직을 비드만스테텐(Widmanstätten) 조직이라고 합니다.
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33. 응력(stress)-변형량(strain) 곡선에서 완전소성체를 나타내는 것은?

(정답률: 50%)
  • 완전소성체는 항복 응력에 도달한 후 변형량이 증가해도 응력이 더 이상 증가하지 않고 일정하게 유지되는 재료를 말합니다. 따라서 응력 $\sigma$가 변형량 $\epsilon$에 관계없이 수평선으로 나타나는 그래프가 정답입니다.
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34. 그림에서 P점 조성 합금중의 A성분의 양은?

  1. DP
  2. DA
  3. PE
  4. FC
(정답률: 68%)
  • 삼각 상태도에서 특정 성분의 함량은 해당 성분의 정점(A)에서 마주 보는 변(BC)에 수직인 방향으로 선을 그어 읽습니다. P점에서 A성분의 양을 확인하기 위해 P점에서 마주 보는 변 BC 방향으로 수선을 내리면 점 E에 닿게 되므로, A성분의 양은 선분 PE의 길이로 나타납니다.
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35. 넓은 범위의 치환형고용체를 형성하기 위한 합금원소의 구비조건이 틀린 것은?

  1. 원자크기가 15% 이내이어야 한다.
  2. 가전자(valence electron)가 같아야 한다.
  3. 결정구조가 같아야 한다.
  4. 상호간에 이온 친화도의 차가 커야 한다.
(정답률: 66%)
  • 치환형 고용체가 넓은 범위로 형성되기 위해서는 흄-로더리(Hume-Rothery) 규칙을 만족해야 합니다. 원자 크기 차이가 $15\%$이내여야 하고, 결정 구조가 동일하며, 가전자가 같을수록 고용도가 증가합니다. 하지만 상호간에 이온 친화도의 차가 크면 화합물을 형성하려는 경향이 강해져 고용체 형성을 방해하므로, 이온 친화도의 차는 작아야 합니다.
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36. 체심입방격자의 격자상수를 a라 할 때 원자반경은?

(정답률: 65%)
  • 체심입방격자(BCC)에서는 정육면체의 체대각선 방향으로 원자들이 서로 접하고 있으므로, 체대각선의 길이 $\sqrt{3}a$가 원자 반지름 $r$의 4배와 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sqrt{3}a = 4r$$
    ② [숫자 대입]
    $$r = \frac{\sqrt{3}a}{4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$r = \frac{\sqrt{3}}{4}a$$
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37. 단범위 규칙도가 0인 것은 어떤 상태를 의미하는가?

  1. A,B 두원자가 완전 규칙격자를 이룬다.
  2. A,B 두원자가 금속간 화합물을 이룬다.
  3. A,B 두원자가 규칙격자와 금속간 화합물을 이룬다.
  4. A,B 두원자가 무질서한 상태이다.
(정답률: 42%)
  • 단범위 규칙도(Short-range order)가 0이라는 것은 원자들의 배열에 어떠한 규칙성도 없이 완전히 무작위로 배치된 무질서한 상태를 의미합니다.
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38. 순철의 가열시 변태를 바르게 설명한 것은?

  1. A2에서 강자성체가 상자성체로, A3에서 B.C.C↔F.C.C로 변태한다.
  2. A1에서 강자성체가 상자성체로, A3에서 F.C.C ↔H.C.P로 변태한다.
  3. A3에서 상자성체가 강자성체로, A4에서 B.C.C ↔F.C.C로 변태한다.
  4. A4에서 상자성체가 강자성체로, A3에서 F.C.C ↔H.C.P로 변태한다.
(정답률: 62%)
  • 순철을 가열할 때 $A_{2}$ 변태점에서는 강자성체에서 상자성체로 자기적 성질이 변하며, $A_{3}$ 변태점에서는 BCC 구조(페라이트)에서 FCC 구조(오스테나이트)로 결정 구조가 변태합니다.
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39. 금속결합(Metallic bond)에 관련된 설명으로 옳은 것은?

  1. 금속결합은 방향성이 거의 없다.
  2. 금속내에서 전자가 자유롭게 이동 하지 않는다.
  3. 금속원자는 불안정한 구조를 이루도록 결합한다.
  4. 배위 수가 낮고 비결정체이다.
(정답률: 42%)
  • 금속결합은 자유전자가 금속 양이온 사이를 자유롭게 이동하며 결합하는 구조이므로, 특정 방향으로 결합하는 성질이 없는 비방향성 결합입니다.

    오답 노트
    전자가 자유롭게 이동하지 않는다: 자유전자가 이동하며 결합함
    불안정한 구조: 에너지가 낮은 안정된 구조를 이룸
    배위 수가 낮고 비결정체: 일반적으로 배위 수가 높고 결정 구조를 가짐
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40. 금속의 FCC 에서 Slip 면과 방향이 맞는 것은?

  1. {100} <0001>
  2. {111} <110>
  3. {111} <0001>
  4. {101} <1120>
(정답률: 67%)
  • 면심입방격자(FCC) 구조에서 슬립(Slip)은 원자가 가장 조밀하게 배열된 면과 방향에서 일어납니다. FCC의 조밀면은 $\{111\}$ 면이며, 조밀방향은 $\langle 110 \rangle$ 방향입니다.
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3과목: 금속열처리

41. 철강 중에 극히 미량으로 첨가하여도 담금질성을 최대로 증가 시키는 원소는?

  1. 망간
  2. 알루미늄
  3. 몰리브덴
  4. 붕소
(정답률: 56%)
  • 붕소(B)는 철강 재료에 극미량만 첨가해도 결정립계에 편석되어 오스테나이트의 변태 온도를 낮춤으로써 담금질성(Hardenability)을 비약적으로 향상시키는 원소입니다.
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42. 침탄 및 확산에 총 6시간이 소요되었다. Harris 방정식에 의한 침탄소요시간(h)은 약 얼마인가? (단, 목표표면 탄소농도 : 0.75%, 침탄시 탄소농도 : 1.2%, 소재자체 탄소농도 : 0.15%)

  1. 0.95
  2. 1.5
  3. 1.96
  4. 3.4
(정답률: 43%)
  • Harris 방정식은 침탄 깊이와 시간, 탄소 농도 간의 관계를 정의하며, 주어진 농도 조건에서 소요 시간을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{h} = \text{T} \times \frac{\ln(\frac{\text{C}_s - \text{C}_0}{\text{C}_s - \text{C}_t})}{\ln(\frac{\text{C}_s - \text{C}_0}{\text{C}_s - \text{C}_t})}$ (단, 여기서는 주어진 총 시간 6시간에 대한 비율 계산 적용)
    ② [숫자 대입] $\text{h} = 6 \times \frac{\ln(\frac{1.2 - 0.15}{1.2 - 0.75})}{\ln(\frac{1.2 - 0.15}{1.2 - 0.75})}$ (Harris 식의 농도비 기반 시간 산출)
    ③ [최종 결과] $\text{h} = 1.96$
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43. 인상담금질(Time Quenching)에서 인상시기를 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 가열물의 직경 또는 두께 10mm당 1초 동안 수냉한 후 유냉 또는 공냉한다.
  2. 화색(火色)이 나타나지 않을 때까지의 7배 시간 만큼 수냉한 후 공냉한다.
  3. 기름의 기포발생이 정지했을 때 꺼내어 공냉한다.
  4. 가열물의 직경 또는 두께 20mm당 1초 동안 유냉한 후 공냉한다.
(정답률: 44%)
  • 인상담금질(Time Quenching)은 냉각 속도를 조절하여 균열과 변형을 방지하는 방법입니다. 특히 유냉 시 기름의 기포 발생이 정지하는 시점이 냉각의 임계점이 되므로, 이때 꺼내어 공냉하는 것이 올바른 인상시기입니다.
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44. 열처리를 하는 목적 중 맞지 않는 것은?

  1. 조직을 안정화시키기 위하여
  2. 재료의 경도 및 인성을 부여하기 위하여
  3. 내식성을 개선하기 위하여
  4. 조직을 조대화하고 방향성을 크게하기 위하여
(정답률: 52%)
  • 열처리는 재료의 기계적 성질을 개선하고 조직을 안정화하며 경도, 인성, 내식성을 높이기 위해 수행합니다. 반면, 조직을 조대화하거나 방향성을 크게 만드는 것은 일반적으로 재료의 강도와 균질성을 떨어뜨리므로 열처리의 목적에 부합하지 않습니다.
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45. 서로 다른 두 종류의 금속선 양쪽 끝부분을 접합하여 그 접합점으로부터 온도차가 생기면 열기전력을 발생시키는 데 이것을 이용하여 측정하는 온도계는?

  1. 복사고온계
  2. 열전온도계
  3. 전기저항 온도계
  4. 광전온도계
(정답률: 54%)
  • 서로 다른 두 금속의 접합점에서 온도 차이가 발생할 때 전압(열기전력)이 발생하는 제베크 효과(Seebeck effect)를 이용하여 온도를 측정하는 장치는 열전온도계입니다.
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46. 침탄깊이와 관련이 가장 적은 것은?

  1. 침탄제의 종류
  2. 가열온도
  3. 가열로의 종류
  4. 유지시간
(정답률: 71%)
  • 침탄 깊이는 탄소의 확산 속도와 양에 결정됩니다. 따라서 침탄제의 종류(탄소 공급원), 가열 온도(확산 속도), 유지 시간(확산 거리)은 직접적인 영향을 미치지만, 가열로의 종류는 내부 환경만 동일하다면 침탄 깊이와 직접적인 관련이 없습니다.
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47. 고주파 담금질시 경도 부족 및 균열 발생의 대책이 아닌것은?

  1. 탄소 함유량을 0.3% 이하로 유지한다.
  2. 적정한 분무 냉각 조치를 한다.
  3. 유도 가열기의 전력을 안정 유지시킨다.
  4. 담금질 전 펄라이트 변태를 유도한다.
(정답률: 39%)
  • 고주파 담금질 시 경도 부족과 균열을 방지하려면 적절한 탄소 함량 유지, 균일한 냉각, 안정적인 전력 공급이 필요합니다. 하지만 담금질 전 펄라이트 변태를 유도하는 것은 경화 조직 형성을 방해하거나 균열 위험을 높일 수 있어 대책으로 적절하지 않습니다.
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48. 18Cr-8Ni 스테인리스강을 가열할 때 500~900℃의 온도 부근에서 급냉하지 않을 시 주로 나타나는 현상은?

  1. 적열취성
  2. 청열취성
  3. 결정립의 조대화
  4. 입계부식
(정답률: 24%)
  • 18Cr-8Ni 스테인리스강을 $500 \sim 900^{\circ}C$ 범위에서 서서히 냉각하면 크롬 탄화물이 결정립계에 석출되어 크롬 결핍 영역이 생기며, 이로 인해 부식에 취약해지는 입계부식이 발생합니다.
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49. 열처리 소재를 담금질 액에 넣는 방법으로 가장 옳은 것은?

(정답률: 61%)
  • 담금질 시 소재를 액에 넣을 때는 냉각액의 급격한 교란을 방지하고 냉각 속도를 균일하게 하여 변형과 균열을 최소화해야 합니다. 따라서 수직으로 빠르게 넣는 방법이 가장 적절합니다.
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50. 전기로 구조 재료장치와 관계 없는 것은?

  1. 단열내화물
  2. 발열체의 지지
  3. 피열물의 지지
  4. 로울링의 종류
(정답률: 54%)
  • 전기로의 구조 재료장치는 열 손실을 막는 단열내화물, 발열체와 피열물을 고정하는 지지 장치 등으로 구성됩니다. 로울링의 종류는 전기로의 구조 재료장치와 직접적인 관계가 없습니다.
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51. 주조용 알루미늄 합금의 열처리 방법 중 T6(α -실루민)의 담금질 온도로 가장 적당한 것은?

  1. 50∼70℃
  2. 100∼120℃
  3. 255∼270℃
  4. 525∼540℃
(정답률: 34%)
  • 주조용 알루미늄 합금 T6 처리(용액화 처리 후 인공 시효) 시, $\alpha$-실루민의 적정 담금질 온도는 $525\sim540\text{℃}$ 범위에서 이루어집니다.
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52. 화염경화처리의 일반적인 특징이 아닌 것은?

  1. 부품의 크기나 형상에 제한이 없다.
  2. 국부적인 담금질이 가능하다.
  3. 가열온도의 조절이 용이하다.
  4. 담금질 변형이 적다.
(정답률: 30%)
  • 화염경화처리는 가스 토치 등을 이용해 표면을 급속 가열하므로, 가열 온도를 정밀하게 조절하기가 매우 어렵습니다.

    오답 노트
    국부 담금질 가능, 변형 적음, 형상 제한 없음은 화염경화의 주요 장점입니다.
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53. 구상흑연주철에서 연화 풀림시 백선화 작용을 하는 주 원소는?

  1. S
  2. Mg
  3. Co
  4. Pb
(정답률: 43%)
  • 구상흑연주철의 연화 풀림 시, 구상화제로 첨가된 Mg(마그네슘) 성분이 흑연의 구상화를 방해하고 조직을 백선화시키는 주원인이 됩니다.
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54. 담금질한 부품의 표면 경도에 불균일이 생길 때의 방지 대책으로 잘못된 것은?

  1. 탈탄부를 기계적으로 제거 후 담금질한다.
  2. 적정한 담금질 온도를 유지한다.
  3. 냉각은 교반없이 하고 될수록 천천히 한다.
  4. 담금질성과 냉각능을 감안하여 재료를 고른다.
(정답률: 60%)
  • 담금질 시 표면 경도의 불균일을 방지하려면 냉각 매체를 강하게 교반하여 냉각 속도를 균일하고 빠르게 유지해야 합니다. 냉각을 교반 없이 천천히 하는 것은 불균일한 경도 분포를 초래하는 잘못된 방법입니다.
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55. 강의 마텐자이트조직이 경도가 큰 이유가 될 수 없는 것은?

  1. 결정의 미세화
  2. 급냉으로 인한 내부응력
  3. 탄소원자에 의한 Fe격자의 강화
  4. 확산 변태에 의한 시멘타이트의 분리
(정답률: 62%)
  • 마텐자이트는 탄소 원자가 격자 내에 갇혀 격자 왜곡이 일어나는 무확산 변태 조직이므로 경도가 매우 높습니다. 반면, 확산 변태에 의해 시멘타이트가 분리되면 경도가 낮아지므로 마텐자이트의 고경도 원인이 될 수 없습니다.
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56. 열처리 전,후처리에 사용되는 설비 중 강 또는 철의 작은 입자(ø 0.7~0.9)를 고속으로 금속표면에 쏘아 때려 깨끗하게 하는 것은?

  1. 버프 연마
  2. 쇼트 피닝
  3. 배럴 다듬질
  4. 샌드 브라스트
(정답률: 59%)
  • 강 또는 철의 작은 입자를 고속으로 표면에 투사하여 표면을 깨끗하게 하거나 가공 경화시켜 피로 강도를 높이는 공법은 쇼트 피닝입니다.
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57. 황동이 제품의 내부응력을 제거하고 시기균열을 방지하기 위한 어닐링처리의 가장 적당한 온도는?

  1. 300℃
  2. 100℃
  3. 50℃
  4. 10℃
(정답률: 57%)
  • 황동의 내부 응력을 제거하고 시기 균열을 방지하기 위한 저온 어닐링(응력 제거 풀림)의 적정 온도는 약 $300^{\circ}C$ 부근입니다.
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58. 공구강(고속도강, 열간공구강 등)은 뜨임처리를 하면 뜨임온도 증가와 함께 경도가 저하하다가 어느 뜨임온도 범위에서 역으로 경도가 증가하는 현상을 나타내는 것은?

  1. 1차 경화 현상
  2. 2차 경화 현상
  3. 3차 경화 현상
  4. 4차 경화 현상
(정답률: 65%)
  • 합금강의 뜨임 처리 중 특정 온도 범위에서 미세한 탄화물이 석출되어 경도가 다시 상승하는 현상을 2차 경화 현상이라고 합니다.
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59. 얇고 긴 강의 제품을 담금질할 때 수냉을 하기 위한 방법을 설명한 것 중 맞지 않는 것은?

  1. 교반장치가 필요하다.
  2. 수냉을 할 때 좌우로 강하게 흔들어 준다.
  3. 수냉의 경우는 물의 온도가 약 30℃ 이하로 유지해야 한다.
  4. 냉각능력을 적게하기 위해서는 물의 온도를 높게 한다.
(정답률: 53%)
  • 얇고 긴 강의 제품을 수냉할 때는 냉각 효율을 높이기 위해 상하로 흔들어 주는 교반이 필요하며, 단순히 좌우로 강하게 흔드는 것은 적절한 냉각 방법이 아닙니다.

    오답 노트
    냉각능력을 낮추려면 물의 온도를 높여야 하며, 일반적으로 수냉 시 물의 온도는 $30^{\circ}C$이하로 유지하는 것이 효과적입니다.
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60. 구상흑연주철의 접종제로 사용되지 않는 것은?

  1. S
  2. Ce
  3. Mg
  4. Ca
(정답률: 52%)
  • 구상흑연주철 제조 시 흑연을 구상화하기 위해 Mg, Ce, Ca 등의 접종제를 사용합니다. 반면 S(황)는 흑연의 구상화를 방해하고 취성을 증가시키는 유해 원소이므로 접종제로 사용하지 않습니다.
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4과목: 재료시험

61. 정전기 발생을 억제하는 대책에 해당되지 않는 것은?

  1. 주위상대습도를 올려 표면저항을 감소 시킨다.
  2. 대전 방지제를 도포한다.
  3. 물질 자체에 도전성 물체를 혼합한다.
  4. 대전할 염려가 있는 도체부를 접지한다.
(정답률: 53%)
  • 정전기 억제는 전하의 축적을 막거나 빠르게 방전시키는 것이 핵심입니다. 물질 자체에 도전성 물체를 혼합하는 것은 재료의 성질을 바꾸는 것이며, 일반적인 정전기 발생 억제 대책(습도 조절, 대전 방지제, 접지)과는 거리가 멉니다.
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62. 초음파탐상 시험의 설명 중 틀린 것은?

  1. 탐촉자를 사용한다.
  2. 표면검사에 효과적이다.
  3. 펄스 반사법이 있다.
  4. 투과법이 있다.
(정답률: 62%)
  • 초음파탐상시험은 고주파수의 초음파를 재료 내부로 송신하여 내부 결함을 찾아내는 시험법으로, 표면보다는 내부 결함 검출에 매우 효과적입니다.

    오답 노트
    탐촉자 사용, 펄스 반사법 및 투과법 적용은 초음파탐상시험의 올바른 특징입니다.
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63. 탄소강,저합금강에서 펄라이트의 식별을 위한 부식제는?

  1. 피크린산 알콜 용액
  2. 황산, 초산용액
  3. 주석산용액
  4. 수산화나트륨액
(정답률: 57%)
  • 탄소강 및 저합금강에서 펄라이트 조직을 명확하게 식별하여 관찰하기 위해 사용하는 대표적인 부식제는 피크린산 알콜 용액입니다.
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64. 피로시험에 사용되는 것 중 거듭 굽히기식 피로시험기가 아닌 것은?

  1. ONO식
  2. 아이죠드식
  3. 전자진공식
  4. 센크식
(정답률: 53%)
  • 거듭 굽히기식 피로시험기는 재료를 반복적으로 굽혀 피로 한도를 측정하는 장치로 ONO식, 전자진공식, 센크식이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    아이죠드식: 거듭 굽히기 방식이 아닌 다른 형태의 피로 시험 방식입니다.
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65. 전단 시험에 활용되지 않는 것은?

  1. 강성률
  2. 스크래치
  3. 압축형 전단장치
  4. 굽힘 모멘트
(정답률: 68%)
  • 전단 시험은 재료의 전단 저항력을 측정하여 강성률을 구하거나 압축형 전단장치, 굽힘 모멘트 등을 활용하여 분석합니다.

    오답 노트
    스크래치: 이는 표면의 내마모성이나 경도를 측정하는 시험법으로 전단 시험과는 무관합니다.
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66. 0.2%의 영구변형을 일으킬 때의 하중을 평행부의 원단면적으로 나눈값은?

  1. 압축강도
  2. 항복강도
  3. 시효강도
  4. 회절강도
(정답률: 43%)
  • 재료에 하중을 가했을 때 $0.2\%$의 영구 변형(오프셋)이 발생하는 지점의 응력을 항복강도라고 정의합니다.
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67. 미소경도시험을 적용하는 경우가 아닌 것은?

  1. 시험편이 작고 경도가 높은 부분의 측정
  2. 도금층 등의 측정
  3. 절삭공구의 날부위 경도 측정
  4. 주철품의 내부면 측정
(정답률: 63%)
  • 미소경도시험은 아주 작은 하중을 사용하여 얇은 층이나 작은 부위의 경도를 측정하는 방법입니다. 따라서 시험편이 작고 경도가 높은 부분, 도금층, 절삭공구의 날부위 측정에 적합합니다.

    오답 노트
    주철품의 내부면 측정: 일반적인 경도 시험이나 다른 측정법이 적용되며, 미소경도시험의 주 목적과는 거리가 멉니다.
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68. 금속재료의 그라인더 불꽃시험의 목적으로 가장 적당한 것은?

  1. 소재의 단단한 정도를 알기 위함이다.
  2. 불꽃놀이용 폭약가루 소재 준비를 위함이다.
  3. 소재의 재질을 개략적으로 알기 위함이다.
  4. 그라인더의 사용 수명평가를 위함이다.
(정답률: 59%)
  • 그라인더 불꽃시험(Spark Test)은 금속을 그라인더로 갈 때 발생하는 불꽃의 색상, 모양, 분기 형태 등을 관찰하여 해당 소재의 탄소 함유량이나 재질을 빠르고 개략적으로 판별하기 위해 수행합니다.
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69. 비파괴검사법에 속하지 않는 것은?

  1. 크리프 시험
  2. 방사선 투과 시험
  3. 초음파 탐상 시험
  4. 자기 탐상 시험
(정답률: 65%)
  • 비파괴검사는 재료를 파괴하지 않고 내부나 표면의 결함을 찾는 방법입니다. 방사선 투과, 초음파 탐상, 자기 탐상은 대표적인 비파괴검사법이지만, 크리프 시험은 고온에서 하중을 가해 변형을 측정하는 파괴 시험의 일종입니다.
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70. 만능재료시험기가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 정밀도 및 감도가 우수할 것
  2. 시험기의 안정성이 있을 것
  3. 조작이 간편하고 정밀측정이 가능할 것
  4. 시험기의 내구성이 적을 것
(정답률: 67%)
  • 만능재료시험기는 다양한 재료의 기계적 성질을 정밀하게 측정해야 하므로, 높은 정밀도, 감도, 안정성, 조작 편의성은 물론 장기간 반복 사용이 가능하도록 내구성이 충분히 확보되어야 합니다.
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71. 회전굽힘형 피로시험에서 주의해야 할 사항 중 틀린것은?

  1. 시험편을 정확하게 고정시켜 편심에 의한 진동을 방지한다.
  2. 시험편이 부식되거나 표면부에 흠이 생기지 않도록 한다.
  3. 시험편이 회전하기 전에 굽힘하중을 가한다.
  4. 회전수 적산계와 전동모터의 이상유무를 점검한다.
(정답률: 66%)
  • 회전굽힘 피로시험 시에는 시험편의 파손을 방지하고 정확한 데이터를 얻기 위해 시험편을 회전시키면서 동시에 굽힘하중을 가해야 합니다. 시험편이 회전하기 전에 굽힘하중을 가하면 정적 하중에 의한 변형이나 파손이 발생할 수 있어 잘못된 방법입니다.
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72. 설퍼프린트(sulfur print)에 의한 주상편석을 표시하는 기호는?

  1. Sc
  2. Sco
  3. Sn
  4. SI
(정답률: 40%)
  • 설퍼프린트법은 황(S)의 석출 상태를 통해 편석을 확인하는 방법이며, 이 중 주상편석(Columnar segregation)을 나타내는 기호는 $S_{co}$ 입니다.
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73. 재료의 연성을 알기위한 것으로 구리판, 알루미늄판 및 기타 연성판재를 가압 성형하여 변형능력을 시험하는 것은?

  1. 에릭슨 시험
  2. 슬라이딩 마모시험
  3. 응력파단시험
  4. 굽힘시험
(정답률: 58%)
  • 에릭슨 시험은 구리나 알루미늄과 같은 연성 판재를 펀치로 가압 성형하여, 파단이 일어날 때까지의 깊이를 측정함으로써 재료의 변형능력(연성)을 평가하는 시험법입니다.
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74. 비파괴검사법 중 침투탐상법에서 일반적으로 감도시험에 사용되는 시험편의 재질은?

  1. 구리
  2. 알루미늄
  3. 주철
  4. 플라스틱
(정답률: 41%)
  • 침투탐상법의 감도시험에서는 표준 시험편이 필요한데, 일반적으로 가공이 쉽고 표면 상태가 균일한 알루미늄 재질의 시험편을 사용하여 검출 능력을 평가합니다.
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75. 충격시험용 시험편의 노치의 형상이 아닌 것은?

  1. 프레몬트식
  2. 샤르피식
  3. 매스나거식
  4. 크라이시식
(정답률: 36%)
  • 충격시험편의 노치 형상으로는 대표적으로 샤르피식, 프레몬트식, 매스나거식이 사용됩니다. 크라이시식은 충격시험의 노치 형상과 관련이 없는 명칭입니다.
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76. 와류 탐상 시험의 장점을 설명한 것 중 가장 옳은 것은?

  1. 형상에 관계없이 전부 적용할 수 있다.
  2. 시험결과의 흠 지시로부터 직접 흠의 종류를 판별할 수 있다.
  3. 표면에서 깊은 위치의 흠 검출도 가능하다.
  4. 비접촉으로 시험할 수 있다.
(정답률: 48%)
  • 와류 탐상 시험은 전자기 유도 현상을 이용하여 도체 표면의 결함을 검출하는 방법으로, 탐촉자와 시험체 사이에 직접적인 접촉이 없어도 검사가 가능한 비접촉 시험이라는 점이 가장 큰 장점입니다.

    오답 노트
    형상에 관계없이 적용: 형상이 복잡하면 와류 분포가 불균일해져 적용이 어렵습니다.
    흠의 종류 판별: 지시 신호만으로는 결함의 종류를 직접 판별하기 어렵습니다.
    깊은 위치 검출: 표피 효과로 인해 표면 및 표면 근처의 결함 검출에 제한됩니다.
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77. 마모시험(wear test) 방법이 아닌 것은?

  1. 전단 마모
  2. 슬라이딩 마모
  3. 회전 마모
  4. 왕복슬라이딩 마모
(정답률: 61%)
  • 마모시험은 두 물체가 상대 운동을 하며 표면이 깎여나가는 현상을 측정하는 것으로, 슬라이딩 마모, 회전 마모, 왕복슬라이딩 마모 등이 있으며 전단 마모는 일반적인 마모시험의 분류에 해당하지 않습니다.
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78. 모스경도(Mohs hardness)의 경도수가 가장 낮은 것은?

  1. 금강석
  2. 석영
  3. 형석
  4. 정장석
(정답률: 31%)
  • 모스 경도는 광물의 상대적인 단단함을 1부터 10까지 숫자로 나타낸 것으로, 제시된 광물 중 형석의 경도수가 가장 낮습니다.

    오답 노트
    금강석: 10 (가장 높음)
    석영: 7
    정장석: 6
    형석: 4
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79. 피로시험에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 피로파괴는 파괴부분의 외형에 많은 변형을 일으킨 후 파괴된다.
  2. 피로시험은 정적인 시험방법이다.
  3. 피로시험의 결과는 인장-변형곡선(T-S곡선)으로 나타낸다.
  4. 피로시험의 결과는 응력-싸이클 수 곡선(S-N곡선)으로 나타낸다.
(정답률: 42%)
  • 피로시험은 재료에 반복적인 하중을 가해 파괴될 때까지의 횟수를 측정하는 시험으로, 가해진 응력(S)과 파괴될 때까지의 반복 횟수(N)의 관계를 나타낸 S-N곡선으로 결과를 표시합니다.

    오답 노트
    피로파괴: 외형 변형이 거의 없는 취성 파괴의 형태를 띰
    시험방법: 동적인 시험방법임
    결과곡선: T-S곡선은 인장시험의 결과임
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80. 임의의 원소에 대한 격자간 거리와 구조를 결정하기 위한 시험은?

  1. X-선 회절법
  2. Stress 도장법
  3. Fringe 상수법
  4. Double 굴절법
(정답률: 70%)
  • 결정 구조 내 원자들의 배열 상태와 격자 간 거리를 측정하기 위해 X-선의 파장과 회절각의 관계를 이용하는 X-선 회절법이 가장 적합한 시험 방법입니다.
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