금속재료산업기사 필기 기출문제복원 (2003-08-31)

금속재료산업기사 2003-08-31 필기 기출문제 해설

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금속재료산업기사
(2003-08-31 기출문제)

목록

1과목: 금속재료

1. 탄소0.45∼1.10% 범위의 강으로 830∼860℃에서 유냉시키고 450∼540℃에서 뜨임하여 얻는 스프링강의 조직명은?

  1. 오스테나이트
  2. 페라이트
  3. 솔바이트
  4. 마텐자이트
(정답률: 66%)
  • 중탄소강 및 고탄소강을 퀜칭(Quenching)한 후 $450 \sim 540^{\circ}\text{C}$의 온도 범위에서 뜨임(Tempering) 처리하면, 매우 미세한 시멘타이트 입자가 분산된 솔바이트 조직이 형성되어 스프링강에 적합한 성질을 갖게 됩니다.
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2. 형상기억 합금은 금속의 어떤 성질을 이용한 것인가?

  1. 탄성변형
  2. 마텐자이트변태
  3. 질량효과
  4. 확산
(정답률: 67%)
  • 형상기억 합금은 고온의 오스테나이트 상에서 저온의 마텐자이트 상으로 변하는 마텐자이트 변태(Martensitic Transformation)의 가역적인 특성을 이용하여 원래의 모양을 기억하고 되돌아오는 성질을 가집니다.
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3. 섬유강화 초합금의 기호로 맞는 것은?

  1. FTA
  2. PGA
  3. FRS
  4. PRH
(정답률: 77%)
  • 섬유강화 초합금(Fiber Reinforced Superalloy)의 약어는 FRS입니다.
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4. 연청동(leaded brass)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 주석청동에 납을 첨가한 것이다.
  2. 조직의 미세화를 위하여 Ti, Zr 등을 첨가한다.
  3. 연청동은 윤활성이 우수하다.
  4. 취성이 우수하나 베어링 합금에는 적합하지 않다.
(정답률: 59%)
  • 연청동은 주석청동에 납을 첨가하여 절삭성과 윤활성을 향상시킨 합금으로, 이러한 특성 덕분에 베어링 합금으로 매우 적합합니다. 따라서 취성이 우수하며 베어링 합금에 적합하지 않다는 설명은 틀린 내용입니다.
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5. 고 기능성 박막제조방법이 아닌 것은?

  1. 진공증착법
  2. 스파트링(sputtering)법
  3. 이온 플레이팅(ion plating)법
  4. 질화법
(정답률: 75%)
  • 진공증착법, 스퍼터링(sputtering)법, 이온 플레이팅(ion plating)법은 재료를 기화시켜 표면에 얇은 막을 입히는 대표적인 박막 제조 공정입니다.

    오답 노트
    질화법: 표면에 질소를 확산시켜 경화층을 만드는 표면 경화법으로, 박막 제조법과는 원리가 다릅니다.
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6. 적은 절삭깊이, 적은 이송량, 저속 절삭에서는 고성능을 발휘하며 자동선반, 정밀보링, 리머, 엔드밀 등으로 사용되는 초경합금은?

  1. 비금속 피복합금
  2. 초미립 초경합금
  3. 점결소성 합금
  4. 주철-구리계 합금
(정답률: 84%)
  • 초미립 초경합금은 결정 입자가 매우 작아 경도와 강도가 높으며, 특히 적은 절삭깊이와 저속 절삭 등 정밀 가공(자동선반, 리머, 엔드밀 등)에서 탁월한 성능을 발휘합니다.
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7. 자동차부품, 시계부품 등에 사용되는 쾌삭강에서 절삭성을 높이기 위해 첨가 하는 원소가 아닌 것은?

  1. 황(S)
  2. 납(Pb)
  3. 철(Fe)
  4. 인(P)
(정답률: 32%)
  • 쾌삭강은 절삭성을 높이기 위해 황(S), 인(P), 납(Pb) 등의 원소를 첨가하여 칩(chip)이 잘 끊어지게 만든 강입니다. 철(Fe)은 강(Steel)의 주성분일 뿐 절삭성을 높이기 위해 별도로 첨가하는 원소가 아닙니다.
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8. 베어링 합금이 갖추어야 할 조건 중 틀린 것은?

  1. 충분한 점성과 인성이 있을 것
  2. 마찰계수가 적을 것
  3. 저항력이 클 것
  4. 열전도율이 작을 것
(정답률: 38%)
  • 베어링 합금은 마찰열을 빠르게 외부로 방출하여 소생(seizure)을 방지해야 하므로, 열전도율이 커야 합니다.

    오답 노트
    충분한 점성과 인성: 마모 방지 및 충격 흡수를 위해 필요함
    마찰계수: 마찰 손실을 줄이기 위해 작아야 함
    저항력: 하중을 견디기 위해 적절한 강도가 필요함
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9. 금속의 결정격자 단위포의 크기는?

  1. 10-2㎝
  2. 10-3㎝
  3. 10-8㎝
  4. 10-12㎝
(정답률: 75%)
  • 금속의 결정격자 단위포 크기는 일반적으로 옹스트롬($\text{Å}$) 단위인 $10^{-10}\text{m}$ 수준이며, 이를 $\text{cm}$ 단위로 환산하면 $10^{-8}\text{cm}$가 됩니다.
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10. 인장시험곡선 즉 응력변형선도가 이루는 면적이 클수록 증가하는 성질은?

  1. 취성
  2. 인성
  3. 경도
  4. 강도
(정답률: 58%)
  • 인성(Toughness)은 재료가 파괴될 때까지 에너지를 흡수할 수 있는 능력을 말하며, 응력-변형률 선도(S-S Curve) 아래의 전체 면적으로 정의됩니다.
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11. 다이캐스팅(die casting)용 아연(Zn)합금으로 적당한 것은?

  1. Muntz-metal
  2. Delta-metal
  3. ZAMAK 3
  4. SAP
(정답률: 31%)
  • ZAMAK 3는 아연(Zn)을 주성분으로 하며 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)을 첨가한 대표적인 다이캐스팅용 아연 합금입니다.
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12. 탄소강 중 인(P)의 영향으로 가장 옳은 것은?

  1. 주조성 개선
  2. 적열취성의 원인
  3. 용접성 저하
  4. 상온취성의 원인
(정답률: 69%)
  • 탄소강 내의 인(P) 성분은 결정립계에 편석되어 상온에서 충격치와 연성을 저하시키며, 이로 인해 재료가 쉽게 깨지는 상온취성의 원인이 됩니다.

    오답 노트
    적열취성의 원인: 황(S) 성분 때문임
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13. 화폐(동전), 열교환기, 탄화외피 등으로 많이 사용 되는 큐우프로니켈(cupronickel)합금의 Ni 함유량은?

  1. 10 ∼ 30%
  2. 40 ∼ 50%
  3. 60 ∼ 70%
  4. 80 ∼ 90%
(정답률: 46%)
  • 큐프로니켈(Cu-Ni) 합금은 구리에 니켈을 첨가한 합금으로, 일반적인 용도(화폐, 열교환기 등)로 사용되는 경우 Ni 함유량은 $10 \sim 30\%$ 범위입니다.
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14. 소성가공성이 가장 양호한 결정격자는?

  1. BCT
  2. BCC
  3. FCC
  4. CPH
(정답률: 63%)
  • FCC(면심입방격자)는 BCC나 HCP에 비해 슬립계(Slip system)의 수가 많고 조밀 충전면이 발달하여 전위의 이동이 쉽기 때문에 소성가공성이 가장 우수합니다.
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15. 강을 담금질 한 후 과포화상태의 원자가 석출하면서 경도의 변화가 특히 현저하게 높아지는 현상은?

  1. 시효경화
  2. 안전경화
  3. 표면경화
  4. 압축경화
(정답률: 76%)
  • 담금질 후 과포화 고용체 상태에서 시간이 경과함에 따라 미세한 입자가 석출되어 경도가 증가하는 현상을 시효경화라고 합니다.
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16. 입방정계의 결정격자와 관련이 없는 것은?

  1. 복잡입방격자
  2. 단순입방격자
  3. 체심입방격자
  4. 면심입방격자
(정답률: 82%)
  • 입방정계의 결정격자는 원자의 배열 방식에 따라 단순입방격자, 체심입방격자, 면심입방격자의 세 가지 기본 형태로 분류됩니다. 복잡입방격자는 입방정계의 표준 분류에 해당하지 않습니다.
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17. 금속의 동소 변태 설명이 옳지 않은 것은?

  1. 서로 다른 상태로 존재하는 동일원소의 두 고체를 동소체라 한다.
  2. 동소변태를 격자변태라고도 한다.
  3. 동소변태는 금속내부에서 생기는 변태이므로 변태점을 경계로 하여 성질이 변화한다.
  4. 동소변태에서는 성질의 변화가 일정한 온도 범위내에서 점진적이고 연속적으로 변화한다.
(정답률: 53%)
  • 동소변태는 특정 온도(변태점)에서 결정 구조가 급격하게 변하는 현상입니다. 따라서 성질의 변화가 점진적이고 연속적으로 일어나는 것이 아니라, 변태점을 기점으로 불연속적이고 급격하게 변화합니다.
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18. 소결자기재료 중 소결금속 자석 재료(alnico)의 표준 조성은?

  1. Al - Fe - Ni - Co
  2. Al - Mn - Ni - Cu
  3. Al - Ni - Cu - Zn
  4. Al - Bi - Au - Sn
(정답률: 74%)
  • 알니코(Alnico) 자석은 이름 자체에 주요 구성 원소의 기호가 포함되어 있으며, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 코발트(Co)와 철(Fe)의 합금으로 이루어진 소결금속 자석 재료입니다.
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19. 어떤 탄소강의 상온조직을 관찰한 결과 30%의 Pearlite와 70%의 Ferrite로 나타났다. 이 강의 탄소 함유량(%)은? (단, 공석점의 C 함유량은 0.8%임 )

  1. 0.06
  2. 0.24
  3. 0.48
  4. 0.96
(정답률: 50%)
  • 아공석강의 탄소 함유량은 전체 조직 중 펄라이트(Pearlite)의 분율과 공석점의 탄소 함유량을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = C_{p} \times W_{p}$ (탄소 함유량 = 공석점 탄소 함유량 $\times$ 펄라이트 분율)
    ② [숫자 대입] $C = 0.8 \times 0.3$
    ③ [최종 결과] $C = 0.24$
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20. 가공경화에 의해 발생된 내부응력의 원자배열 상태는 변하지 않고 감소하는 현상은?

  1. 회복
  2. 탄성
  3. 재소성
  4. 질량경화
(정답률: 65%)
  • 회복은 가공경화된 재료를 가열했을 때, 원자 배열(결정립의 모양과 크기)은 변하지 않으면서 내부 응력과 전위 밀도가 감소하여 연성이 회복되는 현상을 말합니다.
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2과목: 금속조직

21. 고체상태에서 철의 동소체(allotropy)와 관련이 없는 것은?

  1. γ- Fe
  2. α- Fe
  3. δ- Fe
  4. θ- Fe
(정답률: 76%)
  • 철의 동소체는 온도에 따라 결정 구조가 변하는 성질을 말하며, 고체 상태에서는 $\alpha$-Fe(BCC), $\gamma$-Fe(FCC), $\delta$-Fe(BCC)의 세 가지 상이 존재합니다. 따라서 $\theta$-Fe는 철의 동소체에 해당하지 않습니다.
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22. 순금속 M 과 N 이 액체상태에서 완전히 균일한 상을 형성하지 못하고 2상으로 분리되는 경우의 상태도에서 나타나는 반응은?

  1. 공석반응
  2. 편정반응
  3. 포정반응
  4. 재융반응
(정답률: 37%)
  • 액체 상태에서 완전히 섞이지 못하고 두 개의 액체상으로 분리되었다가, 냉각 시 한 액체상에서 고체상과 다른 액체상이 동시에 석출되는 반응을 편정반응이라고 합니다.
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23. 인상전위(edge dislocation)의 설명 중 가장 적합한 것은?

  1. 전위선이 Burger's vector와 평행인 전위
  2. 전위선이 Burger's vector와 직각인 전위
  3. 전위면이 Burger's vector와 평행인 전위
  4. 전위면이 Burger's vector와 직각인 전위
(정답률: 47%)
  • 인상전위(edge dislocation)는 전위선과 버거스 벡터(Burger's vector)가 서로 수직(직각)을 이루는 전위의 형태를 말합니다.

    오답 노트
    전위선이 Burger's vector와 평행인 전위: 나선전위(screw dislocation)
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24. 철강재료의 조직 중 고용체는?

  1. 펄라이트
  2. 오스테나이트
  3. 시멘타이트
  4. 레데뷰라이트
(정답률: 59%)
  • 오스테나이트는 철(Fe)과 탄소(C)가 결합하여 형성된 고용체 조직입니다.

    오답 노트
    펄라이트: 층상 구조의 혼합물
    시멘타이트: 화합물($Fe_3C$)
    레데뷰라이트: 공정 조직의 혼합물
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25. 용질원자와 칼날전위의 상호작용을 무엇이라고 하는가?

  1. Oxidation pinning
  2. Cottrell effect
  3. Frank-read source
  4. Peierls stress
(정답률: 68%)
  • 용질 원자가 전위의 변형률 장(strain field)에 의해 전위선 주위로 모여들어 전위의 이동을 방해하는 현상을 Cottrell effect라고 합니다.
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26. 전이온도(transition temperature)를 옳게 설명한 것은?

  1. 저온도에서 불규칙상태의 고용체를 급속히 가열하면 불규칙 격자가 형성되기 시작하는 온도
  2. 고온도에서 불규칙상태의 고용체를 천천히 냉각하면 규칙격자가 형성되기 시작하는 온도
  3. 저온도에서 불규칙상태의 고용체를 급속히 가열하면 규칙격자가 형성되기 시작하는 온도
  4. 고온도에서 규칙상태의 고용체를 천천히 냉각하면 불규칙격자가 형성되기 시작하는 온도
(정답률: 61%)
  • 전이온도는 고온에서 무질서하게 배열되어 있던 불규칙 고용체를 천천히 냉각시킬 때, 원자들이 특정 위치에 정렬되며 규칙 격자가 형성되기 시작하는 임계 온도를 의미합니다.
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27. 강에서 α-마텐자이트(martensite)의 격자구조는?

  1. 체심정방격자
  2. 면심정방격자
  3. 저심입방격자
  4. 조심입방격자
(정답률: 36%)
  • 강의 급랭으로 형성되는 α-마텐자이트(martensite)는 탄소가 과포화되어 격자가 한쪽 방향으로 늘어난 체심정방격자(BCT) 구조를 가집니다.
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28. 냉간가공에서 인발가공으로 철사 등에 생기는 1 차원적인 집합조직을 무엇이라고 하는가?

  1. 확산조직
  2. 산화조직
  3. 응력조직
  4. 섬유조직
(정답률: 38%)
  • 인발가공과 같이 재료를 한 방향으로 길게 늘리는 냉간가공 시, 결정립이 가공 방향으로 배열되어 형성되는 1차원적인 집합조직을 섬유조직이라고 합니다.
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29. 강의 물리적 성질을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 비중은 탄소량의 증가에 따라 감소한다.
  2. 열전도도는 탄소량의 증가에 따라 감소한다.
  3. 전기저항은 탄소량의 증가에 따라 증가한다.
  4. 탄소강은 일반적으로 자성을 띄고 있지 않다.
(정답률: 60%)
  • 탄소강은 철(Fe)을 주성분으로 하는 강철로, 일반적으로 강한 자성을 띠는 강자성체입니다.

    오답 노트
    비중, 열전도도, 전기저항: 탄소 함유량 변화에 따라 각각 감소, 감소, 증가하는 물리적 특성을 가집니다.
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30. 다음 중 포정 반응식은?

  1. 액상(L) ↔ 융체[A] + 융체[B]
  2. 고용체[γ] ↔ 고용체[α ] + 고용체[β]
  3. 고용체(α) + 융체(E) ↔ 고용체(β)
  4. 액상(L) ↔ 고용체[α] + 액상(L2)
(정답률: 44%)
  • 포정 반응은 액상과 하나의 고체가 반응하여 새로운 고체 하나가 생성되는 반응을 말합니다. 따라서 고용체(α) + 융체(E) ↔ 고용체(β)가 이에 해당합니다.
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31. 재료의 강도를 높여주지 못하는 처리는?

  1. 냉간가공
  2. 열간가공
  3. 합금원소의 첨가
  4. 결정립의 미세화
(정답률: 42%)
  • 열간가공은 재결정 온도 이상에서 수행되므로 가공 중에 동시에 회복과 재결정이 일어나 강도가 높아지지 않습니다.

    오답 노트
    냉간가공: 가공경화로 강도 증가
    합금원소의 첨가: 고용강화로 강도 증가
    결정립의 미세화: 결정립계 증가로 강도 증가
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32. 금속에 적용할 수 있는 상률(phase rule)로써 맞는 것은? (단, 응축계 상율이며 F : 자유도, C : 성분, P : 상)

  1. F = C + P - 1
  2. F = C + P - 2
  3. F = C - P + 1
  4. F = C - P + 2
(정답률: 49%)
  • 응축계 상률은 압력이 일정하다고 가정하므로, 일반 상률($F = C - P + 2$)에서 변수 하나를 제외한 식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $F = C - P + 1$
    ② [숫자 대입] 해당 없음
    ③ [최종 결과] $F = C - P + 1$
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33. 강을 담금질한 후 템퍼링할 때 까지의 조직의 변태 중 틀린 것은?

  1. Austenite → Martensite
  2. Martensite → Fine pearlite
  3. Pearlite → Cementite
  4. Fine pearlite → Medium pearlite
(정답률: 37%)
  • 강의 담금질 후 템퍼링 과정에서는 마르텐사이트가 분해되어 미세 펄라이트 등으로 변태하지만, 펄라이트가 시멘타이트로 직접 변태하는 과정은 일어나지 않습니다.
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34. 시멘타이트의 자기변태점은?

  1. A0
  2. A1
  3. A2
  4. A3
(정답률: 40%)
  • 시멘타이트($Fe_3C$)가 강자성에서 상자성으로 변하는 자기변태점은 $A_0$입니다.
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35. 규칙-불규칙 변태의 성질 중 일반적으로 같은 조성의 합금에서 전기저항은 어떻게 되는가?

  1. 규칙 합금이 불규칙 합금보다 작다.
  2. 규칙 합금이 불규칙 합금보다 크다.
  3. 규칙 합금과는 무관하다.
  4. 항상 일정하다.
(정답률: 46%)
  • 규칙 합금은 원자들이 규칙적으로 배열되어 있어 전자 산란이 적게 일어나므로, 원자 배열이 무작위인 불규칙 합금보다 전기저항이 작습니다.
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36. 탄소함량이 가장 적은 조직은?

  1. 시멘타이트
  2. 페라이트
  3. 펄라이트
  4. 마텐자이트
(정답률: 66%)
  • 페라이트는 순철에 가까운 $\alpha$ 철 조직으로, 탄소의 고용도가 매우 낮아 제시된 조직들 중 탄소 함량이 가장 적습니다.

    오답 노트
    시멘타이트: 탄소 함량이 가장 높은 금속간 화합물($Fe_3C$)
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37. 면심입방격자에서 단위격자에 속하는 원자수는?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 75%)
  • 면심입방격자(FCC)의 단위격자 내 원자수는 꼭짓점과 면의 중심에 위치한 원자들의 기여분을 합산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Total Atoms} = (\text{Corner} \times \frac{1}{8}) + (\text{Face} \times \frac{1}{2})$
    ② [숫자 대입] $\text{Total Atoms} = (8 \times \frac{1}{8}) + (6 \times \frac{1}{2})$
    ③ [최종 결과] $\text{Total Atoms} = 4$
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38. 부분 고용체형 상태도에서 공정점은?

  1. A
  2. C
  3. D
  4. E
(정답률: 69%)
  • 공정점은 액상(Liquid)이 냉각되어 두 개의 서로 다른 고상으로 동시에 정출되는 지점을 말하며, 제시된 상태도 에서 액상선과 고상선이 만나는 최하단 지점인 E가 공정점에 해당합니다.
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39. 강의 A1변태를 바르게 설명한 것은?

  1. 공석 변태를 말한다.
  2. 순철의 경우 768℃에서 일어난다.
  3. γ조직이 α 조직으로 변하는 공정 변태이다.
  4. 자성이 급변한다.
(정답률: 41%)
  • 강의 $A_1$ 변태는 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트의 층상 조직인 펄라이트로 변하는 공석 변태를 의미합니다.

    오답 노트
    순철의 경우: $768^{\circ}C$가 아닌 $912^{\circ}C$에서 변태 발생
    공정 변태: $\gamma$ 조직이 $\alpha$ 조직으로 변하는 것은 공석 변태임
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40. α 철을 조직학상으로 무엇이라고 부르는가?

  1. 시멘타이트
  2. 오스테나이트
  3. 펄라이트
  4. 페라이트
(정답률: 54%)
  • 철의 상변태에서 $\alpha$ 철은 상온에서 안정된 체심입방격자(BCC) 구조의 순철 조직을 말하며, 이를 페라이트라고 부릅니다.

    오답 노트
    오스테나이트: $\gamma$ 철 (면심입방격자)
    시멘타이트: $\text{Fe}_3\text{C}$ 화합물
    펄라이트: 페라이트와 시멘타이트의 층상 조직
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3과목: 금속열처리

41. 냉간가공용 합금 공구강(STD)의 템퍼링 온도에서 일반적으로 내마모성을 중요시 할 때의 템퍼링 온도는?

  1. 150∼200℃
  2. 500∼550℃
  3. 750∼800℃
  4. 850∼900℃
(정답률: 30%)
  • 합금 공구강의 템퍼링 시 내마모성을 극대화하기 위해서는 낮은 온도에서 템퍼링하여 높은 경도를 유지해야 하며, 일반적으로 $150 \sim 200 \text{ ℃}$ 범위에서 수행합니다.
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42. 구리의 재결정 풀림 온도(℃)로 가장 적합한 것은?

  1. 100∼200
  2. 300∼400
  3. 500∼700
  4. 800∼1000
(정답률: 40%)
  • 구리의 재결정 온도는 일반적으로 $500 \sim 700 \text{ ℃}$ 범위에서 형성되어 가공 경화된 조직을 회복시키고 연성을 부여합니다.
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43. 열처리의 목적으로 옳지 않은 것은?

  1. 경도를 높이기 위하여 담금질 하였다.
  2. 담금질 후 인성을 증가시키고 취약해지는 것을 막기 위해 템퍼링 하였다.
  3. 결정립의 미세화, 방향성 증가, 편석제거, 균일상태로 하기 위해 응력 증가의 어닐링을 하였다.
  4. 조직의 연화와 기계 가공성을 적당한 상태로 만들기 위해 어닐링 하였다.
(정답률: 69%)
  • 어닐링(풀림)은 내부 응력을 제거하여 재료를 안정시키고 연하게 만드는 공정입니다. 응력을 증가시킨다는 설명은 어닐링의 목적과 정반대되는 내용입니다.
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44. 고주파 열처리법에 의해 발생될 수 있는 현상의 설명이 틀린 것은?

  1. 탄소 함유량은 0.3%이하이어야 하고 이 이하의 탄소%에서는 소재의 경도 HV가 500 이하는 곤란하다.
  2. 탄소함유량이 0.4%이상인 경우는 고주파 열처리전에 탄화물을 구상화처리 한다.
  3. 고주파 열처리품의 경화층에서 발생되는 균열은 경화층이 얕아질수록 균열이 발생되기 쉽다.
  4. 고주파 열처리품은 퀜칭작업 후 자연균열을 방지하기 위하여 즉시 저온 템퍼링을 실시하여야 한다.
(정답률: 27%)
  • 고주파 열처리 시 경화층이 깊어질수록 내부 응력이 증가하여 균열이 발생하기 쉬워집니다. 따라서 경화층이 얕아질수록 균열이 발생하기 쉽다는 설명은 틀린 것입니다.
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45. 용체화 처리 후 인공시효한 상태의 알루미늄 합금의 질별기호는?

  1. T6
  2. T3
  3. T2
  4. T1
(정답률: 68%)
  • 알루미늄 합금의 질별 기호에서 T6는 용체화 처리(Solution Heat Treatment) 후 인공 시효(Artificial Aging)를 통해 강도를 극대화한 상태를 의미합니다.
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46. 열처리로의 연속조업 방법에 의한 분류가 아닌 것은?

  1. 푸셔(pusher)형
  2. 전로(linz donawitz)형
  3. 컨베이어(conveyor)형
  4. 스트렌드(strand)형
(정답률: 60%)
  • 열처리로의 연속조업 방식은 제품을 계속 이동시키며 처리하는 푸셔(pusher)형, 컨베이어(conveyor)형, 스트렌드(strand)형 등이 있습니다.

    오답 노트
    전로(linz donawitz)형: 이는 열처리 방식이 아니라 제강 공정에서 쇳물을 정련하는 용광로의 한 종류입니다.
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47. 0.6%C 이하의 탄소강은 C%에 의하여 경도를 측정할 수 있다. 0.5%강을 담금질 했을 때 담금질경도(HRC)와 임계담금질경도(HRC)는?

  1. 45, 36
  2. 50, 40
  3. 55, 44
  4. 60, 48
(정답률: 28%)
  • 탄소강의 탄소 함유량($C\%$)에 따른 담금질 경도와 임계 담금질 경도는 경험적인 상관관계 그래프나 표를 통해 결정됩니다. $0.5\%C$ 강재의 경우 일반적인 열처리 데이터에 따라 담금질 경도는 $55\text{ HRC}$, 임계 담금질 경도는 $44\text{ HRC}$로 나타납니다.
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48. 저탄소강 대형품에 대한 침탄열처리의 설명이 틀린 것은?

  1. 1차 담금질의 목적은 내부 결정립의 미세화이다.
  2. 150∼200℃ 범위에서 저온 뜨임을 한다.
  3. 2차 담금질의 목적은 인성과 연성의 증가이다.
  4. 고온 장시간의 가열로 결정립이 조대화한다.
(정답률: 46%)
  • 침탄열처리 후 2차 담금질의 주된 목적은 잔류 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시켜 경도를 높이는 것입니다.

    오답 노트
    인성과 연성의 증가: 이는 담금질 후 수행하는 뜨임(Tempering)의 목적입니다.
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49. 철강의 표면에 Si를 침투 확산시켜 내식성을 향상시키는 것은?

  1. 크로마이징(chromizing)
  2. 보오론나이징(boronizing)
  3. 실리코나이징(siliconizing)
  4. 카로라이징(colorizing)
(정답률: 59%)
  • 철강 표면에 특정 원소를 침투시켜 성질을 개선하는 확산 처리 중, 실리콘(Si)을 침투시켜 내식성과 내열성을 향상시키는 공법은 실리코나이징(siliconizing)입니다.
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50. 1100℃에서 조업한 부탄가스의 변성에 의한 RX 가스의 탄소포텐샬을 계산할 때 어느 성분을 직접 측정하여 탄소포텐샬을 산출하는가?

  1. SO2
  2. CO2
  3. N2
  4. NO2
(정답률: 64%)
  • 가스 분위기 내의 탄소포텐샬은 가스 성분 중 탄소의 산화 상태를 결정하는 $CO$와 $CO_{2}$의 분압 비로 결정됩니다. 따라서 $CO_{2}$ 성분을 직접 측정하여 현재 분위기의 탄소포텐샬을 산출할 수 있습니다.
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51. 담금질 후 탈탄이 발생하였을 때 현미경조직 관찰을 하면 탈탄층은 주로 어떤 조직으로 나타나는가?

  1. 마텐자이트
  2. 페라이트
  3. 베이나이트
  4. 시멘타이트
(정답률: 31%)
  • 탈탄은 강재 표면의 탄소가 외부로 빠져나가는 현상입니다. 탄소 함량이 낮아지면 담금질을 하더라도 경한 마텐자이트 조직이 형성되지 못하고, 탄소 함량이 매우 낮은 상태의 연한 조직인 페라이트가 주로 나타나게 됩니다.
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52. 기름냉각 탱크 온도(60∼80℃)가 계속해서 올라갈 때 부대 설비의 결함으로 가장 옳은 것은?

  1. 열교환기 및 배관이 막혀서
  2. 승강 장치가 원활히 운전되지 않아서
  3. 분사 장치가 없어서
  4. 교반 속도가 일정할 때
(정답률: 56%)
  • 기름냉각 탱크의 온도가 비정상적으로 상승한다는 것은 냉각유의 열을 외부로 방출하는 기능에 문제가 생겼음을 의미합니다. 따라서 열교환기 및 배관이 막혀 냉각 효율이 저하된 것이 가장 적절한 원인입니다.
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53. 구상흑연주철의 제1단 흑연화 열처리에서 동일한 속도로 백선화 한 것은 어느 성분의 첨가량이 많은 쪽이 흑연립수가 많고 미세화 되는가?

  1. Mg
  2. Fe
  3. S
  4. Sn
(정답률: 42%)
  • 구상흑연주철에서 Mg(마그네슘)은 강력한 흑연화 촉진 원소로 작용합니다. Mg의 첨가량이 많을수록 흑연의 핵 생성 밀도가 높아져 흑연립수가 증가하고 조직이 미세화됩니다.
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54. 마텐자이트 변태와 관련이 가장 적은 것은?

  1. 생성개시온도
  2. 강의 화학성분
  3. 오스테나이트 결정입도
  4. 변태시간
(정답률: 28%)
  • 마텐자이트 변태는 확산 없이 일어나는 무확산 변태이므로 변태 속도가 매우 빨라 변태시간이 변태의 특성에 영향을 주지 않습니다.

    오답 노트
    생성개시온도, 화학성분, 결정입도: 마텐자이트 변태 시작 온도($M_{s}$) 및 종료 온도($M_{f}$)를 결정하는 주요 인자임
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55. 강의 열처리 종류와 냉각속도가 틀린 것은?

  1. 어닐링 - 서서히
  2. 노멀라이징 - 약간 빨리
  3. 담금질 - 빨리
  4. 전주 - 느리게
(정답률: 52%)
  • 전주는 주조 공정의 일종으로 냉각 속도와 직접적인 열처리 분류를 논하는 강의 열처리(어닐링, 노멀라이징, 담금질, 뜨임)의 냉각 속도 체계와는 거리가 멉니다.
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56. Martensite 조직을 얻는 방법의 설명으로 맞는 것은?

  1. 오스테나이트를 급냉한 후 심냉처리를 한다.
  2. 오스테나이트를 정상적으로 평형냉각을 한다.
  3. T T T곡선 Nose 이상에서 오스테나이트를 항온 유지시킨다.
  4. T T T곡선 Nose 이하에서 오스테나이트를 항온 유지시킨다.
(정답률: 56%)
  • 마텐자이트(Martensite) 조직은 오스테나이트 상태에서 매우 빠르게 급냉하여 탄소가 확산될 시간을 주지 않았을 때 형성되며, 잔류 오스테나이트를 제거하기 위해 심냉처리를 병행합니다.

    오답 노트
    평형냉각: 펄라이트 조직 형성
    TTT곡선 Nose 이상/이하 항온 유지: 베이나이트 또는 펄라이트 형성
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57. 고주파 경화법에서 경화 깊이를 결정하는 인자로 가장 적합한 것은?

  1. 유도 전류의 크기
  2. 발생한 자기장의 크기
  3. 사용 전류의 주파수
  4. 고주파 적용 시간
(정답률: 49%)
  • 고주파 경화법에서 가열 깊이는 표피효과(Skin Effect)에 의해 결정되며, 이는 사용 전류의 주파수가 높을수록 표면으로 집중되어 경화 깊이가 얕아지는 원리를 가집니다.
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58. 흑심가단주철의 백선의 흑연화 열처리 중 제1단 흑연화에서 일어나는 반응식은?

  1. CaCO3 → CO2＋CaO
  2. Fe3C → 3Fe＋C
  3. C＋O2 → CO2
  4. 3Fe＋CO2 → Fe3C＋O2
(정답률: 62%)
  • 흑심가단주철의 흑연화 열처리 중 제1단 흑연화는 시멘타이트($Fe_{3}C$)가 분해되어 페라이트와 흑연으로 변하는 과정입니다.
    반응식: $Fe_{3}C \rightarrow 3Fe + C$
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59. 강의 항온변태 곡선에서 Ar'와 Ar"사이의 구역에서 열욕(hot bath)중 일정하게 유지한 다음 공냉 또는 수냉 시켰을 때 나타나는 주 조직명은?

  1. 솔바이트
  2. 페라이트
  3. 레데뷰라이트
  4. 베이나이트
(정답률: 33%)
  • 강의 항온변태 곡선(TTT 곡선)에서 $Ar_{1}$과 $Ar_{3}$ 사이의 온도 영역에서 등온 유지 후 냉각하면 베이나이트 조직이 형성됩니다.
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60. 담금질, 뜨임 등의 일반 열처리와 연삭가공 등이 완료된 강재 부품에 얇은 Fe3O4 산화피막을 형성시키는 방법은?

  1. 알칼리세척
  2. 탈지
  3. 산세척
  4. 수증기처리
(정답률: 35%)
  • 강재 부품의 표면에 얇은 $\text{Fe}_3\text{O}_4$ 산화피막을 형성시켜 내식성을 높이는 방법은 수증기처리입니다.
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4과목: 재료시험

61. 정전 작업시 안전조치와 관련이 가장 적은 것은?

  1. 절연보호구 착용
  2. 개폐기의 시건장치
  3. 잔류전하의 방전장치
  4. 실외 온도 측정
(정답률: 73%)
  • 정전 작업은 전로를 차단하여 감전 사고를 예방하는 것이 목적이므로 절연보호구 착용, 개폐기 시건, 잔류전하 방전 등의 안전조치가 필수적입니다. 실외 온도 측정은 전기적 안전조치와 직접적인 관련이 없습니다.
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62. 재료가 변형시에 외부응력이나 내부의 변형과정에서 검출되는 낮은 응력파를 감지하여 공학적으로 이용하는 시험법은?

  1. 버블법
  2. 스니퍼법
  3. 음향방출법
  4. 후드법
(정답률: 45%)
  • 재료가 변형될 때 발생하는 탄성파(응력파)를 센서로 감지하여 균열의 발생이나 진전 등을 분석하는 비파괴 검사법은 음향방출법입니다.
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63. 기계적 시험 중 바르게 설명한 것은?

  1. 인장시험 방법은 KS B 0802 에 규정되어 있다.
  2. 연신율 측정을 위해 단면적을 계산한다.
  3. 인장시험은 아이조드 시험기로 측정한다.
  4. 단면 수축율은 경도 측정으로 한다.
(정답률: 42%)
  • 인장시험의 표준 방법과 절차는 한국산업표준인 KS B 0802에 명확히 규정되어 있습니다.

    오답 노트
    연신율 측정: 표점 거리의 변화로 측정
    아이조드 시험기: 충격 시험에 사용
    단면 수축율: 인장 시험 후 단면적 감소량으로 측정
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64. 재료의 굽힘에 대한 저항력을 측정하는 시험법은?

  1. 전단 시험
  2. 비틀림 시험
  3. 피로 시험
  4. 굽힘 시험
(정답률: 63%)
  • 재료에 굽힘 하중을 가하여 그 저항력이나 변형 정도를 측정하는 시험법은 굽힘 시험입니다.
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65. 브리넬( brinell)경도시험의 설명이 틀린 것은?

  1. 시험 하중을 누르개 자국의 표면적으로 나눈 값에 비례한다.
  2. 주 하중시간은 60초가 가장 적당하다.
  3. 시험은 일반적으로 10∼35℃ 범위에서 한다.
  4. 시험편의 두께는 누르개 자국 깊이의 8배 이상으로 한다.
(정답률: 55%)
  • 브리넬 경도시험에서 주 하중 유지 시간은 일반적으로 $10 \sim 15$초 정도가 적당하며, 60초는 너무 깁니다.
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66. 철강재료중 비금속 개재물의 표시방법과 개재물을 짝지은 것 중 잘못된 것은?

  1. 황화물 개재물 - A형
  2. 알루미늄 개재물 - B형
  3. 규산염계 개재물 - C형
  4. 크롬 산화물계 개재물 - D형
(정답률: 67%)
  • 비금속 개재물의 분류 기준에 따르면 D형은 구상 산화물계 개재물을 의미하며, 크롬 산화물계 개재물은 일반적으로 다른 유형으로 분류됩니다.

    오답 노트
    황화물 개재물: A형
    알루미늄 개재물: B형
    규산염계 개재물: C형
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67. 관재(pipe)의 자분탐상에서 중앙전도체를 사용하여 시험품에 원형자장을 형성하고 그 자력선 방향과 수직관계에 있는 결함을 탐상하는 자화방법은?

  1. 축이동법
  2. 타진법
  3. 수침탐상법
  4. 전류관통법
(정답률: 44%)
  • 중앙전도체를 관으로 통과시켜 전류를 흘리면 관 주위에 원형 자장이 형성되며, 이 자력선에 수직인 결함을 검출하는 방법이 전류관통법입니다.
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68. 로크웰 경도시험기에서 다이아몬드 원추 누르개의 각(°)과 끝부위의 곡률 반지름(mm)이 맞는 것은?

  1. 116°, 0.05
  2. 126°, 0.1
  3. 120°, 0.2
  4. 136°, 0.5
(정답률: 53%)
  • 로크웰 경도시험에서 사용하는 다이아몬드 원추 누르개의 표준 규격은 원추각 $120^{\circ}$와 끝부분의 곡률 반지름 $0.2\text{mm}$입니다.
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69. 금속의 결정구조를 해석하기 위한 X 선 회절 시험의 nλ= 2dsinθ 로 표시되는 법칙은?

  1. 상사의 법칙(Barba´ s law)
  2. 밀러의 법칙(Miller´ s law)
  3. 브라그 법칙(Bragg´ s law)
  4. 마르텐스의 법칙(Martens law)
(정답률: 48%)
  • X선 회절 시험에서 결정면 사이의 간격 $d$와 회절각 $\theta$ 사이의 관계를 나타내는 법칙은 브라그 법칙(Bragg's law)입니다.
    $$n\lambda = 2d\sin\theta$$
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70. 만능 인장 재료 시험기에서 할 수 없는 시험은?

  1. 인장, 연신시험
  2. 항복, 단면수축시험
  3. 단면수축, 연신시험
  4. 충격, 경도시험
(정답률: 77%)
  • 만능 재료 시험기(UTM)는 주로 인장, 압축, 굴곡 시험을 통해 항복점, 연신율, 단면 수축률 등을 측정하며, 충격시험과 경도시험은 별도의 전용 시험기가 필요합니다.
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71. 금속재료시험에서 반복적인 동적하중을 가하여 시험하는 시험방법은?

  1. 인장시험
  2. 피로시험
  3. 굴곡시험
  4. 압축시험
(정답률: 61%)
  • 재료에 반복적인 동적 하중을 가하여 재료의 내구성과 파괴 시점까지의 반복 횟수를 측정하는 시험은 피로시험입니다.
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72. 금속재료 시험 중 비틀림 시험의 주요한 목적은 비틀림 강도 외에 어떠한 성질을 측정하는가?

  1. 탄성계수
  2. 강성계수
  3. 파단계수
  4. 압축계수
(정답률: 54%)
  • 비틀림 시험은 재료에 비틀림 모멘트를 가하여 비틀림 강도뿐만 아니라 전단 변형에 대한 저항성을 나타내는 강성계수(전단탄성계수)를 측정하는 것이 주요 목적입니다.
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73. 인장시험에서 시험편의 물림 장치에 대한 규정에 어긋나는 것은?

  1. 시험편에 물림 장치가 있어야 한다.
  2. 시험편이 척(chuck)내에서 파괴되어야 한다.
  3. 시험 중 시험편은 중심선상에 있어야 한다.
  4. 물림부에서의 물림힘이 같아야 한다.
(정답률: 70%)
  • 인장시험 시 시험편은 반드시 표점 거리 내에서 파괴되어야 정확한 물성치 측정이 가능합니다.

    오답 노트
    시험편이 척(chuck)내에서 파괴되어야 한다: 척 내부 파괴 시 정확한 인장 강도 및 연신율 측정이 불가능하므로 잘못된 규정입니다.
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74. 강자성체 재료의 결함부위에 발생하는 누설자장에 의해 결함을 검출하는 비파괴 검사방법은?

  1. 누설시험
  2. 초음파 탐상시험
  3. 자분탐상시험
  4. 방사선 투과시험
(정답률: 59%)
  • 강자성체를 자화시켰을 때 결함 부위에서 자속이 밖으로 새어 나오는 누설자장을 이용하여 자분(철가루)을 흡착시켜 결함을 검출하는 방법은 자분탐상시험입니다.
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75. 니켈-크롬(Ni-Cr)강의 템퍼링 취성과 같은 성질은 무슨 시험으로 그 내용을 쉽게 알 수 있는가?

  1. 인장시험
  2. 충격시험
  3. 전단시험
  4. 굽힘시험
(정답률: 65%)
  • 템퍼링 취성과 같이 재료의 인성 저하나 갑작스러운 파괴 성질을 확인하기 위해서는 충격시험을 통해 에너지 흡수량을 측정하는 것이 가장 효과적입니다.
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76. 결정입도 측정시 일정한 길이의 직선을 임의의 방향으로 긋고 직선과 결정립이 만나는 점의 수를 측정하여 직선 단위 길이당의 교차점 수로 표시하는 방법은?

  1. 표준 비교법
  2. 헤인법
  3. 면적 측정법
  4. 체프리법
(정답률: 57%)
  • 임의의 직선을 긋고 결정립계와 만나는 교차점의 수를 측정하여 결정입도를 산출하는 방법은 헤인법입니다.
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77. 투과도계의 설명 중 맞는 것은?

  1. 방사선 투과사진의 상질을 나타내는 척도이다.
  2. 촬영한 투과사진의 대조는 하나 선명도의 기준은 아니다.
  3. 시험체와 다른 재질을 사용하는 것이 원칙이다.
  4. 촬영할 때 시험체와 같이 촬영할 필요는 없다.
(정답률: 56%)
  • 투과도계는 방사선 투과사진의 밀도와 대조를 측정하여 사진의 상질(품질)을 평가하는 척도로 사용됩니다.

    오답 노트
    선명도 기준: 대조뿐만 아니라 선명도의 기준이 됨
    재질: 시험체와 동일한 재질을 사용하는 것이 원칙임
    촬영 방법: 반드시 시험체와 함께 촬영하여 비교해야 함
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78. 주조품의 내부결함 탐상에 적합한 비파괴시험은?

  1. AE시험
  2. 액체침투탐상
  3. 크리프시험
  4. 방사선투과시험
(정답률: 67%)
  • 방사선투과시험은 방사선이 물질을 투과하는 정도의 차이를 이용하여 주조품 내부의 기공, 수축강 등 내부 결함을 탐지하는 데 가장 적합한 비파괴시험입니다.

    오답 노트
    액체침투탐상: 표면 결함 탐지용
    AE시험: 재료 내부의 균열 진전 등 동적 변화 탐지용
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79. 크리프 시험에서 크리프곡선의 현상(제1단계 - 제2단계 -제3단계)을 옳게 구분한 것은?

  1. 감속 크리프 - 가속 크리프 - 정상 크리프
  2. 감속 크리프 - 정상 크리프 - 가속 크리프
  3. 가속 크리프 - 정상 크리프 - 감속 크리프
  4. 정상 크리프 - 가속 크리프 - 감속 크리프
(정답률: 56%)
  • 크리프 시험의 변형 단계는 초기 변형 속도가 감소하는 감속 크리프, 변형 속도가 일정하게 유지되는 정상 크리프, 변형 속도가 급격히 증가하며 파단에 이르는 가속 크리프 순으로 진행됩니다.
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80. 리벳의 전단시험에 사용되는 전단장치는?

  1. 인장형 전단장치
  2. 압출형 전단장치
  3. 소성변형 전단장치
  4. 탄성 전단장치
(정답률: 33%)
  • 리벳의 전단강도를 측정하기 위해서는 리벳을 양쪽에서 잡아당겨 절단시키는 인장형 전단장치를 사용하여 전단 응력을 가해야 합니다.
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