금속재료산업기사 필기 기출문제복원 (2004-09-05)

금속재료산업기사 2004-09-05 필기 기출문제 해설

이 페이지는 금속재료산업기사 2004-09-05 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

금속재료산업기사
(2004-09-05 기출문제)

목록

1과목: 금속재료

1. 열간가공의 특징으로 틀린 것은?

  1. 방향성이 있는 주조조직의 제거
  2. 강괴 내부의 미세균열 압착
  3. 재질의 균일화
  4. 기공의 생성 촉진
(정답률: 67%)
  • 열간가공은 재료를 고온에서 가공하여 내부의 기공을 압착하고 조직을 치밀하게 만들어 재질을 균일화하는 공정입니다. 따라서 기공의 생성을 촉진하는 것이 아니라 제거하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    주조조직 제거, 미세균열 압착, 재질 균일화는 열간가공의 주요 목적이자 특징입니다.
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2. 저 용융점 합금원소가 아닌 것은?

  1. Sn
  2. Pb
  3. Sb
  4. W
(정답률: 83%)
  • 텅스텐(W)은 금속 중 융점이 가장 높은 원소($3422^{\circ}C$)로, 저 용융점 합금 원소가 아닌 대표적인 고융점 금속입니다.
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3. Ni-Cr강에서 헤어크랙(hair crack) 또는 프레이크(flake)를 일으키는 주 원소는?

  1. 산소
  2. 질소
  3. 수소
  4. 황
(정답률: 52%)
  • 강재 내부의 수소(H)는 응력과 결합하여 내부 압력을 높이며, 이로 인해 미세한 균열인 헤어크랙(hair crack)이나 프레이크(flake) 현상을 유발합니다.
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4. 경금속과 중금속의 비중을 구분하는 것으로 맞는 것은?

  1. 약 1
  2. 약 2
  3. 약 5
  4. 약 8
(정답률: 61%)
  • 금속 재료에서 경금속과 중금속을 구분하는 일반적인 기준 비중은 약 5입니다. 비중이 5보다 작으면 경금속, 5보다 크면 중금속으로 분류합니다.
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5. 금속 재료의 표시기호 중 SS400 의 명칭은?

  1. 일반구조용 압연강재
  2. 기계구조용 고탄소강재
  3. 일반 배관용 합금강재
  4. 구조용 주철재
(정답률: 52%)
  • SS400에서 SS는 Steel Structure의 약자로, 일반구조용 압연강재를 의미하며 뒤의 숫자는 최저 인장강도를 나타냅니다.
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6. 용접성이 좋으면서 연신율은 크고 강도가 낮은 탄소강을 선택하려 할 때 가장 적합한 탄소함량(%)은?

  1. 0.2
  2. 0.7
  3. 0.9
  4. 1.2
(정답률: 63%)
  • 탄소강은 탄소 함유량이 적을수록 강도는 낮아지지만 연신율이 커지고 용접성이 좋아집니다. 제시된 보기 중 탄소 함량이 가장 낮은 $0.2\%$가 용접성이 좋고 연신율이 큰 조건에 가장 적합합니다.
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7. 페라이트 80%, 펄라이트 20%인 탄소강의 연신율은?

  1. 14%
  2. 25%
  3. 34%
  4. 48%
(정답률: 23%)
  • 탄소강의 연신율은 조직 구성 성분 중 연한 조직인 페라이트의 비율이 높을수록 증가합니다. 페라이트 80%, 펄라이트 20%의 조직 구성비에서 나타나는 일반적인 연신율 값은 34%입니다.
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8. 심한가공이나 주조하여 만든 Cu합금은 사용 중 혹은 저장 중에 자연균열이 일어난다. 이 균열의 방지법으로 옳지 않는 것은?

  1. 230℃이하로 가열하여 응력을 제거한다.
  2. 표면에 아연도금을 한다.
  3. 표면에 도료를 칠한다.
  4. 암모니아가스 분위기 속에 저장해둔다.
(정답률: 77%)
  • 구리(Cu) 합금의 응력부식균열은 암모니아 성분과 반응하여 가속화되므로, 암모니아가스 분위기에 노출시키는 것은 균열을 방지하는 것이 아니라 오히려 촉진시키는 위험한 행위입니다.
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9. 영구 자석강에 관한 설명이 틀린 것은?

  1. 영구 자석강에는 담금질 경화형, 석출 경화형, 미립자형 등이 있다.
  2. 마텐자이트 변태를 이용한 자석강을 담금질 경화형 영구 자석강이라 한다.
  3. 과포화 α 고용체에서의 석출경화를 이용한 자석강을 석출경화형 영구 자석강이라한다.
  4. 미립자형 영구 자석강은 철 금속산화물의 분말을 혼합하여 가압성형 소결한 것으로 저항값이 낮고 무겁다.
(정답률: 65%)
  • 미립자형 영구 자석강은 페라이트성 산화물 분말을 혼합하여 소결한 것으로, 전기 저항값이 매우 높고 무게가 가벼운 것이 특징입니다.

    오답 노트
    담금질 경화형: 마텐자이트 변태 이용
    석출 경화형: 과포화 $\alpha$ 고용체 내 석출 이용
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10. 순금속이 합금에 비하여 떨어지는 성질은?

  1. 융점
  2. 가단성
  3. 경도 및 강도
  4. 전도율
(정답률: 74%)
  • 순금속은 합금에 비해 원자 배열이 규칙적이고 격자 결함이 적어 전도율이나 가단성은 좋지만, 외부 힘에 저항하는 경도 및 강도는 상대적으로 낮습니다.
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11. 인청동의 특징이 아닌 것은?

  1. 주석 청동 중에 보통 0.05~0.5%의 인을 함유한다.
  2. 내식성이 우수하다.
  3. 구리 합금 제조시 유동성이 나쁘다.
  4. 펌프부품, 기어, 화학기계용 부품에 사용된다.
(정답률: 64%)
  • 인청동은 인(P)을 첨가하여 쇳물의 유동성을 좋게 만든 합금으로, 주조성이 우수하여 복잡한 형상의 부품 제작에 유리합니다.

    오답 노트
    주석 청동 중 0.05~0.5%의 인 함유, 우수한 내식성, 펌프 및 화학기계 부품 사용은 인청동의 올바른 특징입니다.
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12. 로울러 베어링(roller bearing)용 재료에 주로 사용 되는 것은?

  1. 저탄소 연강
  2. 고탄소 크롬강
  3. 저융점 쾌삭강
  4. 탈탄강
(정답률: 59%)
  • 로울러 베어링은 높은 하중과 마찰을 견뎌야 하므로, 내마모성과 경도가 매우 뛰어난 고탄소 크롬강을 주로 사용합니다.
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13. 가공경화된 강재가 가열조작에 의해 결정립의 모양이나 결정의 방향이 변하지 않고 내부응력만 감소하는 현상은?

  1. 재결정
  2. 성장
  3. 시효
  4. 회복
(정답률: 47%)
  • 가공경화된 금속을 가열했을 때, 결정립의 모양이나 방향의 변화 없이 내부 응력만 제거되어 성질이 회복되는 현상을 회복이라고 합니다.

    오답 노트
    재결정: 새로운 결정립이 핵 생성되어 성장하는 현상
    성장: 재결정 후 결정립이 더 커지는 현상
    시효: 시간이 경과함에 따라 기계적 성질이 변화하는 현상
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14. 섬유강화금속 복합재료의 표기로 맞는 것은?

  1. FRM
  2. CRP
  3. DRC
  4. BRR
(정답률: 84%)
  • 섬유강화금속 복합재료는 Fiber Reinforced Metal의 약자인 FRM으로 표기합니다.
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15. 다음 중 비중이 가장 작은 것은?

  1. Na
  2. Fe
  3. Cu
  4. Al
(정답률: 49%)
  • 제시된 금속 중 나트륨($Na$)은 알칼리 금속으로, 철($Fe$), 구리($Cu$), 알루미늄($Al$)에 비해 원자 밀도가 매우 낮아 비중이 가장 작습니다.
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16. 주철에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 탄소(C)와 규소(Si)는 흑연화를 방해한다.
  2. 흑연화 현상은 용탕 중에 석출된 구리(Cu)만 편상으로 형성된다.
  3. 탄소당량(CE)은 탄소(C), 규소(Si), 인(P)등의 %에 의해 산출된다.
  4. 백주철의 응고시 흑연화가 많이 진행된다.
(정답률: 57%)
  • 탄소당량($CE$)은 주철의 성질을 결정하는 지표로, 탄소($C$), 규소($Si$), 인($P$), 망간($Mn$) 등의 함유량에 의해 산출됩니다.

    오답 노트
    탄소와 규소: 흑연화를 촉진함
    흑연화 현상: 구리가 아닌 탄소가 흑연으로 석출되는 현상임
    백주철: 흑연화가 억제되어 시멘타이트 형태로 응고됨
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17. 상온에서 알루미늄합금의 결정구조는?

  1. 단순입방격자
  2. 체심입방격자
  3. 면심입방격자
  4. 조밀육방격자
(정답률: 58%)
  • 알루미늄($Al$)은 상온에서 원자들이 정육면체의 각 꼭짓점과 각 면의 중심에 위치하는 면심입방격자($FCC$) 구조를 가집니다.
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18. 금속 엘린바(Elinvar)의 탄성률(E)과 온도(T) 변화와의 관계를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 40%)
  • 엘린바(Elinvar)는 'Elasticity Invariable'의 약자로, 온도 변화에 관계없이 탄성률(E)이 거의 일정하게 유지되는 특성을 가진 합금입니다. 따라서 온도(T)가 변해도 탄성률(E)이 수평선을 그리는 그래프가 정답입니다.
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19. 내열강에 대한 설명이 틀린 것은?

  1. 강의 내열성을 높이기 위해 첨가되는 주요 원소는 Cr, Si, Ni 등이 있다.
  2. 소량의 Mo과 W원소는 내식성을 향상 시킨다.
  3. 내열강에는 마텐자이트계, 오스테나이트계, 페라이트계 등이 있다.
  4. 발전용 가스터빈 및 제트엔진과 같이 고온강도, 내산화성이 더욱 요구되는 부품에는 오스테나이트계 내열강보다는 구상흑연주철이 많이 사용된다.
(정답률: 39%)
  • 발전용 가스터빈이나 제트엔진처럼 극심한 고온 강도와 내산화성이 필요한 부품에는 구상흑연주철이 아닌, 고온 특성이 우수한 오스테나이트계 내열강이나 초합금이 사용됩니다.
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20. 희토류금속과 희유금속에 대한 설명이 틀린 것은?

  1. 미슈메탈(misch metal)은 Ce과 La, Nd 등의 희토류 원소를 함유하고 있다.
  2. Li은 비중이 1.74이며 용융점은 580℃이고 화학적으로 안전하다.
  3. Se은 반도체로 사용되는 것 이외에도 정류기, 광전용 기기의 재료 및 합금 원소로 사용된다.
  4. Cd은 베어링 메탈, 연납 등의 합금용으로 쓰이며 아말감(amalgam)은 치과용 재료로 사용된다.
(정답률: 57%)
  • 리튬(Li)은 반응성이 매우 큰 알칼리 금속으로, 공기나 물과 격렬하게 반응하기 때문에 화학적으로 매우 불안정합니다.
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2과목: 금속조직

21. 조밀입방격자를 하고 있는 순금속에서 최인접원자의 수는?

  1. 4
  2. 8
  3. 12
  4. 16
(정답률: 49%)
  • 조밀입방격자(FCC) 구조에서 하나의 원자를 중심으로 가장 가까이 접하고 있는 원자의 수인 배위수는 12입니다.
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22. 강의 마텐자이트변태에 따른 Bain의 변형 이론에서 결정격자의 변화 순으로 맞는 것은?

  1. BCT→ BCC→ FCC
  2. HCP→ BCT→ BCC
  3. FCC→ BCT→ BCC
  4. BCC→ FCC→ BCT
(정답률: 41%)
  • 강의 마텐자이트 변태는 고온의 오스테나이트(FCC) 상태에서 급냉 시 탄소가 빠져나가지 못해 정방정계(BCT) 구조가 되고, 이후 템퍼링 등을 통해 최종적으로 체심입방격자(BCC) 구조로 변화하는 과정을 거칩니다.
    따라서 결정격자의 변화 순서는 $FCC \rightarrow BCT \rightarrow BCC$가 맞습니다.
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23. 냉간가공에서 인발가공으로 철사 등에 생기는 1 차원적인 집합조직을 무엇이라고 하는가?

  1. 확산조직
  2. 산화조직
  3. 응력조직
  4. 섬유조직
(정답률: 27%)
  • 냉간가공 중 인발가공(Drawing)을 하면 결정립이 가공 방향으로 길게 늘어나게 되며, 이로 인해 1차원적인 방향성을 갖는 섬유조직(Fiber texture)이 형성됩니다.
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24. 다음 그림에서 조성 P 합금의 C 성분량은?

  1. P-E
  2. P-F
  3. D-P
  4. B-E
(정답률: 45%)
  • 삼각 상태도에서 특정 점의 성분량을 읽을 때는 해당 성분 꼭짓점의 반대편 변과 평행하게 선을 그어 읽습니다. 에서 점 P의 C 성분량을 확인하기 위해 C 꼭짓점의 반대변(AB)과 평행하게 선을 그으면 점 D에 닿으므로, C 성분량은 D-P 선분 방향의 투영 값으로 결정됩니다.
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25. 순철에서 격자상수와 온도관계와의 내용이 틀린 것은?

  1. 격자상수는 온도상승에 따라 팽창한다.
  2. 격자상수는 온도상승과 관련이 없다.
  3. 가열 및 냉각의 속도가 빠를수록 가열시 변태온도와 냉각시 변태온도의 차가 심하다.
  4. 가열 및 냉각의 속도가 늦을수록 가열시 변태온도와 냉각시 변태온도가 접근한다.
(정답률: 55%)
  • 일반적으로 금속의 격자상수는 온도가 상승함에 따라 원자 간의 진동이 증가하여 팽창하는 성질을 가집니다. 따라서 격자상수가 온도상승과 관련이 없다는 설명은 틀린 것입니다.
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26. 과공석강이 오스테나이트로 부터 냉각하여 공석변태할 때 나타나는 주 조직은?

  1. Pearlite + Cementite
  2. Ferrite + Pearlite
  3. Martensite + Sorbite
  4. Austenite + Troostite
(정답률: 46%)
  • 과공석강은 탄소 함유량이 공석점($0.76\%$)보다 많은 강으로, 오스테나이트에서 냉각 시 공석변태 전 단계에서 먼저 시멘타이트가 석출되고, 이후 남은 오스테나이트가 펄라이트로 변태합니다. 따라서 최종 조직은 Pearlite + Cementite가 됩니다.
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27. 서로 다른 금속 A와 B가 접촉하여 상호확산을 할 경우 A금속의 B금속에 대한 확산계수(DA)와 B 금속의 A 금속에 대한 확산계수(DB)는 서로 다르다는 사실과 관계된 것은?

  1. 바우싱거(Bauschinger) 효과
  2. 커켄덜(Kirkendall) 효과
  3. 코트렐(Cottrel) 효과
  4. Fick의 법칙
(정답률: 41%)
  • 서로 다른 두 금속의 확산 속도 차이로 인해 계면의 위치가 이동하거나 공공(vacancy)이 형성되는 현상을 커켄덜(Kirkendall) 효과라고 합니다.
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28. 고온에서 장시간 금속에 일정한 하중을 가하면서 시간에 따른 변형량을 시험하는 것은?

  1. 크리프시험
  2. 인장시험
  3. 쌍정시험
  4. 슬립시험
(정답률: 74%)
  • 고온에서 일정한 하중을 가했을 때 시간이 경과함에 따라 재료의 변형이 계속해서 증가하는 현상을 측정하는 시험을 크리프시험이라고 합니다.
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29. Martensite가 경도가 큰 이유가 아닌 것은?

  1. 결정의 미세화
  2. 급냉으로 인한 내부응력
  3. 탄소원자에 의한 Fe격자 강화
  4. 원래 원자위치로 원자의 확산
(정답률: 54%)
  • 마르텐사이트는 급냉으로 인해 탄소가 확산될 시간이 없어 격자 내에 갇히면서 강한 내부응력과 격자 왜곡이 발생해 경도가 높아집니다.

    오답 노트
    원래 원자위치로 원자의 확산: 확산이 일어나면 응력이 해소되어 경도가 낮아지므로 마르텐사이트의 고경도 원인이 아닙니다.
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30. 양은(Nickel Silver)의 주 합금 원소는?

  1. Cu-Zn-Ni
  2. Ag-Fe-Ni
  3. Al-Si-Ni
  4. Pb-Mn-Ni
(정답률: 60%)
  • 양은(Nickel Silver)은 이름과 달리 은(Ag)을 포함하지 않으며, 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni)을 주성분으로 하는 합금입니다.
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31. 그림과 같은 결정구조를 갖는 것은?

  1. 조밀입방격자
  2. 면심입방격자
  3. 체심입방격자
  4. 면심정방격자
(정답률: 61%)

  • 제시된 그림은 입방체의 각 꼭짓점과 정중앙(체심)에 원자가 위치하는 구조이므로 체심입방격자(BCC)입니다.
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32. 고온에서 전위의 재배열에 의한 회복현상은?

  1. Polygonization
  2. Cross-slip
  3. Frank-Read
  4. Cottrelleffect
(정답률: 27%)
  • Polygonization은 고온에서 전위들이 재배열되어 작은 각도의 경계면(Subgrain boundary)을 형성하며 내부 에너지를 낮추는 회복 현상을 말합니다.
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33. 규칙-불규칙 변태와 무관한 것은?

  1. 자성 및 비열
  2. 전기저항
  3. X-Ray 회절
  4. 금속간 화합물
(정답률: 19%)
  • 규칙-불규칙 변태는 원자의 배열 상태가 변하는 현상으로, 이에 따라 자성, 비열, 전기저항, X-Ray 회절 패턴 등이 변화합니다. 하지만 금속간 화합물은 변태의 결과물이나 특정 조성의 물질 자체를 의미하므로 변태 현상과 무관합니다.
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34. 칼날 전위에서 전위선의 전위로 맞는 것은?

  1. 버거스 벡터에 평행
  2. 버거스 벡터에 수직
  3. 원자의 잉여반면을 갖지 않는 경우
  4. 항상 수평 기호로 표시
(정답률: 83%)
  • 칼날 전위(Edge Dislocation)는 여분의 원자면이 삽입된 형태의 전위로, 전위선은 버거스 벡터와 서로 수직인 방향으로 형성되는 것이 특징입니다.
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35. A, B 양금속으로 된 합금의 규칙격자를 만드는 조성이 아닌 것은?

  1. CuZn
  2. AuCu
  3. Fe3C
  4. AuCu3
(정답률: 34%)
  • 규칙격자는 서로 다른 원자가 정해진 위치에 규칙적으로 배열되는 구조입니다. $\text{Fe}_3\text{C}$는 규칙격자를 형성하는 합금이 아니라, 화학적 결합력이 강한 금속간 화합물(시멘타이트)에 해당합니다.
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36. 다음 중 탄성율(E)을 나타내는 것은? (단, ε : 변율, σ : 응력 )

  1. E = σ / ε
  2. E = σ · ε
  3. E = ε / σ
  4. E = σ + ε
(정답률: 44%)
  • 탄성율(Young's modulus)은 응력과 변형률의 비로 정의되는 재료의 강성 지표입니다.
    $$E = \frac{\sigma}{\epsilon}$$
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37. X선 회절을 이용하여 원자면간거리를 측정할 수 있는 계산식은? (단, θ 는 X선의 입사각, λ 는 X선의 파장, d는 원자면간거리, n은 정정수(正整數)임)

  1. 2dcosθ = nλ
  2. 2dtanθ = nλ
  3. 2dsinθ = nλ
  4. dsinθ = λ
(정답률: 62%)
  • X선 회절을 통해 결정의 원자면간거리를 측정할 때 사용하는 브래그(Bragg) 법칙을 적용합니다.
    $$2d \sin \theta = n \lambda$$
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38. 치환형 고용체 영역을 형성하는 인자가 아닌 것은?

  1. 용질과 용매 원자의 직경차가 용매 원자 직경의 15% 이내일 것
  2. 용질의 원자가가 용매의 것보다 작을 것
  3. 용질원자와 용매원자의 전기저항의 차가 작을 것
  4. 결정격자형이 동일하거나 비슷할 것
(정답률: 50%)
  • 치환형 고용체가 형성되기 위해서는 용질과 용매의 원자가가 동일하거나 비슷해야 합니다.

    오답 노트
    용질의 원자가가 용매의 것보다 작을 것: 원자가가 비슷해야 고용체 형성이 유리함
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39. 다음 결합 중 반데르발스의 힘에 의한 결합은?

  1. 이온결합
  2. 공유결합
  3. 분자결합
  4. 금속결합
(정답률: 40%)
  • 분자결합은 분자 간에 작용하는 약한 전기적 인력인 반데르발스의 힘에 의해 형성되는 결합입니다.
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40. Fe-C 상태도에서 일어나는 반응 중 격자 변태가 아닌 자기변태는?

  1. A1 변태
  2. A2 변태
  3. A3 변태
  4. A4 변태
(정답률: 55%)
  • Fe-C 상태도에서 $A_{2}$ 변태는 결정 구조의 변화(격자 변태) 없이 자성만이 강자성에서 상자성으로 변하는 큐리점에서의 자기변태입니다.
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3과목: 금속열처리

41. 가공비 등 원가 절감을 고려한 철계 소결품의 열처리시 소결품에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 표면이 다공성이므로 분위기에 주의해야 한다.
  2. 열전도도가 양호하다.
  3. 냉각속도가 느리다.
  4. 조직의 균일화를 위해 어닐링한다.
(정답률: 14%)
  • 철계 소결품은 제조 공정 특성상 내부에 미세한 기공이 많은 다공성 구조를 가집니다. 이러한 기공들로 인해 열전달 경로가 차단되어 일반적인 밀실한 금속 재료에 비해 열전도도가 매우 낮습니다.
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42. 마그네슘 합금의 열처리 중 강도를 증가시키고 최대의 인성과 충격 저항을 생기게 하는 열처리 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 석출 처리
  2. 인공 시효
  3. 풀림 처리
  4. 용체화 처리
(정답률: 50%)
  • 용체화 처리는 합금 원소를 고온에서 완전히 고용시킨 후 급냉하여 상온에서 과포화 고용체를 만드는 공정으로, 마그네슘 합금에서 강도 증가와 최대의 인성 및 충격 저항을 얻기에 가장 적합한 방법입니다.
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43. 강을 담금질(qunching)하였을 때 나타나는 조직이 아닌것은?

  1. 마텐자이트
  2. 레데브라이트
  3. 트루스타이트
  4. 솔바이트
(정답률: 29%)
  • 강의 담금질(Quenching) 시 냉각 속도에 따라 마텐자이트, 트루스타이트, 솔바이트, 베이나이트 등의 조직이 형성됩니다.

    오답 노트
    레데브라이트: 주철의 공정 조직으로 담금질 조직이 아닙니다.
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44. 열전대 중 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 것은?

  1. B형(백금-로듐)
  2. K형(철-크로멜)
  3. T형(구리-콘스탄탄)
  4. J형(철-콘스탄탄)
(정답률: 68%)
  • B형(백금-로듐) 열전대는 백금과 로듐의 합금을 사용하여 고온 측정에 특화되어 있으며, 제시된 보기 중 가장 높은 온도 범위까지 측정이 가능합니다.
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45. 액체침탄법의 장점이 아닌 것은?

  1. 소량이면서 각종 품목의 처리에 적합하다.
  2. 침탄 얼룩이 적다.
  3. 강의 표면이 광휘상태로 얻어진다.
  4. 대형 부품의 침탄을 깊게 한다.
(정답률: 38%)
  • 액체침탄법은 소량의 다양한 품목 처리에 적합하고 표면 광휘 상태 유지 및 얼룩 방지에 유리하지만, 침탄 깊이를 깊게 조절해야 하는 대형 부품의 처리에는 효율성이 떨어져 적합하지 않습니다.
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46. 고속도 공구강의 어닐링에 대한 내용으로 틀린 것은?

  1. A1점보다 20∼50℃ 높게한다.
  2. 승온은 빨리 해도 관계없다.
  3. 700℃ 부근까지 계단 어닐링 한다.
  4. 승온 후 두께 25mm 당 1시간 30분 정도 유지한다.
(정답률: 42%)
  • 고속도 공구강의 어닐링 시 급격한 승온은 내부 응력을 유발하거나 조직의 불균일성을 초래할 수 있으므로, 서서히 온도를 올리는 것이 중요합니다.
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47. 흑심가단주철의 열처리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 흑심가단주철의 제조는 흑연심을 목적으로 하여 백선을 열처리한다.
  2. 흑연화 기구는 시멘타이트의 직접분해와 탄소의 용해도 차에 의한 흑연의 석출 두 가지다.
  3. 제1단 흑연화 온도로 항온 유지함으로써 시멘타이트가 완전히 소실되었을 때는 어닐링을 하면 흑연화 된다.
  4. 탄소 주위만 흑연화하여 눈알처럼 페라이트가 템퍼링 탄소를 둘러싼 조직을 불스아이 조직이라 한다.
(정답률: 35%)
  • 흑심가단주철의 흑연화 열처리는 시멘타이트를 분해하여 흑연을 석출시키는 과정입니다. 제1단 흑연화 온도에서 항온 유지하여 시멘타이트를 완전히 소실시키는 것 자체가 이미 흑연화 과정의 핵심이며, 이후 별도의 어닐링을 통해 흑연화가 되는 것이 아니라 적절한 온도 제어와 유지 시간이 필수적입니다.
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48. Al -Cu계 합금에서 과포화 고용체의 석출과정에 속하지 않는 것은?

  1. GP(I)존
  2. GP(Ⅱ)존
  3. θ '상
  4. α 상
(정답률: 47%)
  • Al-Cu계 합금의 석출 경화 과정은 GP(I)존 $\rightarrow$ GP(II)존 $\rightarrow$ $\theta'$상 $\rightarrow$ $\theta$상 순으로 진행됩니다.

    오답 노트
    $\alpha$ 상: 석출 과정의 결과물이 아니라 기질이 되는 고용체 상입니다.
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49. 유기 액제를 노중의 피처리품에 적하시켜 생성된 분해 가스로 고온에서 침탄하는 적하(적주) 침탄법의 특징이 옳지 않은 것은?

  1. 같은 로에서 변성과 침탄을 할 수 없다.
  2. 변성로가 필요하지 않다.
  3. 설비가 소규모이다.
  4. 질화, 광휘 처리 등이 가능하다.
(정답률: 42%)
  • 적하 침탄법은 유기 액제를 사용하여 고온에서 침탄하는 방식으로, 설비가 소규모이고 변성로가 따로 필요 없으며 질화나 광휘 처리까지 가능합니다. 특히 같은 로에서 변성과 침탄을 동시에 수행할 수 있는 것이 큰 특징입니다.
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50. 열처리과정에서 나타나는 조직 중에서 부피의 변화가 가장 큰 것은?

  1. 오스테나이트
  2. 펄라이트
  3. 베이나이트
  4. 마텐자이트
(정답률: 60%)
  • 마텐자이트는 급랭 시 탄소가 과포화된 체심정방격자(BCT) 구조를 가지며, 이 과정에서 격자 왜곡이 심해 다른 조직들에 비해 부피 팽창이 가장 크게 일어납니다.
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51. 잔류 오스테나이트가 많아 사용시 치수의 변화를 가져올 때는 어떤 처리가 가장 좋은가?

  1. 고주파 담금질
  2. 심냉 처리
  3. 파텐팅 처리
  4. 항온 열처리
(정답률: 68%)
  • 심냉 처리는 담금질 후 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 변태시켜 조직을 안정화함으로써, 사용 중 발생할 수 있는 치수 변화를 방지하는 처리법입니다.
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52. 두종류의 금속선 양단을 접합하고 접합점에 온도차를 부여하여 발생하는 열기전력을 사용한 온도계는?

  1. 전기저항 온도계
  2. 복사 온도계
  3. 열전대 온도계
  4. 광전 온도계
(정답률: 69%)
  • 서로 다른 두 종류의 금속선을 접합하고 양단에 온도차를 주었을 때 발생하는 제베크 효과(Seebeck effect)에 의한 열기전력을 이용하는 장치가 열전대 온도계입니다.
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53. 열처리용 염욕으로 약 1300℃전, 후의 고온에서 사용되는 염으로 가장 적합한 것은?

  1. 알루미나
  2. 염화바륨
  3. 석회물
  4. 질산염
(정답률: 35%)
  • 염화바륨은 융점이 매우 높아 $1300^{\circ}C$ 전후의 초고온 열처리용 염욕으로 사용하기에 가장 적합한 염입니다.
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54. 강의 가스 순질화 열처리에 사용되는 가스로 가장 적합한 것은?

  1. H2
  2. NH3
  3. CH4
  4. C3H8
(정답률: 44%)
  • 가스 순질화는 강 표면에 질소를 침투시켜 경도를 높이는 공정으로, 질소 공급원으로 암모니아 가스인 $NH_{3}$를 사용합니다.
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55. 경도가 가장 높은 열처리 조직은?

  1. 펄라이트
  2. 솔바이트
  3. 트루스타이트
  4. 마텐자이트
(정답률: 53%)
  • 마텐자이트는 강을 오스테나이트 상태에서 급랭시켰을 때 형성되는 매우 단단하고 취성이 강한 조직으로, 모든 열처리 조직 중 경도가 가장 높습니다.
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56. 담금질 전에 가공 등으로 조직의 불균일 제거 및 결정립을 미세화시켜 기계적 성질을 향상시키는 것은?

  1. 노말라이징
  2. 소결
  3. 전주
  4. 브레이징
(정답률: 66%)
  • 노말라이징(정준화)은 강을 변태점 이상의 온도로 가열 후 공기 중에서 냉각시켜, 가공 등으로 인해 불균일해진 조직을 제거하고 결정립을 미세화하여 기계적 성질을 향상시키는 열처리입니다.
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57. 자동온도 제어 방식 중 오차가 가장 적게 열처리 온도를 제어하는 것은?

  1. On-off 제어
  2. P 제어
  3. PI 제어
  4. PID 제어
(정답률: 55%)
  • PID 제어는 비례(P), 적분(I), 미분(D) 제어의 장점을 결합하여 오차를 빠르게 수정하고 잔류 편차를 제거함으로써 가장 정밀하게 온도를 제어하는 방식입니다.

    오답 노트
    On-off 제어: 설정값 기준 단순 온/오프 반복으로 편차가 큼
    P 제어: 잔류 편차(Offset)가 발생함
    PI 제어: 잔류 편차는 제거하나 응답 속도가 느림
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58. 담금질 후 인공시효를 나타내는 기호로 주조용 알루미늄 합금 열처리 중 가장 널리 사용되는 것은?

  1. T1
  2. T2
  3. T6
  4. T10
(정답률: 71%)
  • 알루미늄 합금의 열처리 기호에서 T6는 고용화 처리(담금질) 후 인공시효를 통해 강도를 극대화한 상태를 의미하며, 산업 현장에서 가장 널리 사용되는 처리 방식입니다.
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59. 다음과 같은 탄소강의 침탄시 침탄기구 반응식에 대하여 괄호 안에 들어갈 숫자로 맞는 것은?

  1. (a)=1, (b)=2
  2. (a)=2, (b)=3
  3. (a)=3, (b)=2
  4. (a)=2, (b)=1
(정답률: 64%)
  • 침탄 기구 반응식의 계수를 맞추기 위해 생성물인 $\text{Fe}_{3}\text{C}$와 $\text{CO}_{2}$의 원자 수를 기준으로 반응물을 결정합니다.
    철($\text{Fe}$) 원자 3개와 탄소($\text{C}$) 원자 1개, 산소($\text{O}$) 원자 2개가 필요하므로 다음과 같이 계수가 결정됩니다.
    $$\text{CO} + 3\text{Fe} \leftrightarrow \text{Fe}_{3}\text{C} + \text{CO}_{2}$$ 가 아닌, 주어진 식의 형태 $\text{(a)}\text{CO} + \text{(b)}\text{Fe} \leftrightarrow \text{Fe}_{3}\text{C} + \text{CO}_{2}$에서 산소 원자 수를 맞추기 위해 $\text{CO}$는 $2$개가 필요하며, 이에 따라 탄소가 $2$개가 되므로 $\text{Fe}_{3}\text{C}$가 $2$개 생성되거나 혹은 식의 균형을 위해 $\text{Fe}$가 $3$개가 되어야 합니다. 정답인 $\text{(a)}=2, \text{(b)}=3$을 대입하면 다음과 같습니다.
    $$2\text{CO} + 3\text{Fe} \leftrightarrow \text{Fe}_{3}\text{C} + \text{CO}_{2} + \text{CO}$$ (단, 일반적인 침탄 반응식의 계수 균형에 따라 $\text{(a)}=2, \text{(b)}=3$이 도출됩니다.)
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60. 잔류오스테나이트를 0℃이하의 온도로 냉각하여 마텐자이트로 변태시키는 열처리는?

  1. 마르템퍼링처리
  2. 마르퀜칭처리
  3. 오스템퍼링처리
  4. 서브제로처리
(정답률: 62%)
  • 서브제로처리는 퀜칭 후 남아있는 잔류 오스테나이트를 $0^{\circ}\text{C}$이하의 저온으로 냉각시켜 마텐자이트로 변태시킴으로써 치수 안정성을 높이고 경도를 향상시키는 열처리 방법입니다.
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4과목: 재료시험

61. 철강 재료에 사용하는 부식제로 가장 적합한 것은?

  1. 수산화나트륨 20g 과 물
  2. 질산1-5% 와 알콜용액
  3. 5% 염산 수용액
  4. 과황산 암모늄 10% 수용액
(정답률: 67%)
  • 철강 재료의 조직 관찰을 위한 부식제로는 질산 1~5%와 알코올 혼합 용액(나이탈, Nital)이 가장 일반적으로 사용됩니다.
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62. 만능인장시험기로 시험할 수 없는 것은?

  1. 연신률
  2. 단면수축률
  3. 경도, 취성시험
  4. 항복, 인장강도
(정답률: 53%)
  • 만능인장시험기는 재료에 하중을 가해 인장강도, 항복점, 연신율, 단면수축률 등 기계적 성질을 측정하는 장치입니다. 경도나 취성시험은 압입자나 충격 하중을 이용하는 별도의 전용 시험기가 필요하므로 만능인장시험기로는 측정할 수 없습니다.
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63. 에릭슨시험에서 시험편의 호칭 및 치수에서 제2호 시험편은?

  1. 폭 90 ± 2mm밴드
  2. 변 90 ± 2mm정사각형
  3. 직경 90 ± 2mm원판형
  4. 직경 90 ± 2mm원형
(정답률: 39%)
  • 에릭슨 시험(Erichsen Cupping Test)의 규격에 따라 제2호 시험편은 변의 길이가 $90 \pm 2\text{mm}$인 정사각형 형태를 가집니다.
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64. 최근 경량화 재료의 개발이 활성화 되고 있다. 경(輕)강(强)화 재료의 평가에 비교 기준으로 사용되는 것은?

  1. 비례한도/항복강도
  2. 압축강도/탄성계수
  3. 인장강도/비중
  4. 압축강도/취성
(정답률: 45%)
  • 경량화 재료의 성능을 평가하는 '비강도'는 재료의 강도를 비중(밀도)으로 나눈 값입니다. 따라서 인장강도를 비중으로 나눈 값이 비교 기준이 됩니다.
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65. 비파괴검사 중 내부의 결함을 측정하기에 적합한 것은?

  1. 누설검사
  2. 와류탐상
  3. 액체침투탐상
  4. 방사선투과시험
(정답률: 60%)
  • 방사선투과시험은 X선이나 $\gamma$선을 투과시켜 내부의 밀도 차이나 결함을 필름에 기록하는 방식으로, 재료 내부의 결함을 검출하는 데 가장 적합합니다.

    오답 노트
    누설검사, 와류탐상, 액체침투탐상: 주로 표면 또는 표면 근처의 결함을 찾는 시험법입니다.
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66. 다음은 어떤 경도시험에 관한 설명인가?

  1. Brinell
  2. Vickers
  3. Rockwell
  4. Shore
(정답률: 52%)
  • 제시된 이미지 의 설명 중 대면각 $136^{\circ}$의 정사각형 다이아몬드 압자를 사용하고, 경도 식 $\frac{2P\sin(\theta/2)}{d^2}$를 사용하는 것은 Vickers 경도 시험의 고유한 특징입니다.
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67. 피로강도에 미치는 인자의 영향 중 틀린 것은?

  1. 노치효과
  2. 온도
  3. 치수와 표면효과
  4. 시편의 색깔과 무게
(정답률: 62%)
  • 피로강도는 재료의 기하학적 형상, 환경, 표면 상태에 따라 결정됩니다. 노치효과, 온도, 치수 및 표면 거칠기는 피로 수명에 직접적인 영향을 주는 핵심 인자이지만, 시편의 색깔과 무게는 재료의 피로 특성과 무관합니다.
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68. 현미경 시료 채취법 중 틀린 것은?

  1. 조직시험의 시료는 중앙부와 끝부분으로부터 채취한다.
  2. 결함검사를 위한 시료는 결함이 발생된 곳에서 부터 가까운 부분을 취한다.
  3. 단조가공한 것은 가공방향에 주의하고 종단면, 횡단면 모두 시험할 수 있게 한다.
  4. 냉간압연한 것은 시료의 가공방향과 수직이 되게 한다.
(정답률: 30%)
  • 냉간압연재의 경우 가공 방향에 따라 조직이 길게 늘어지는 이방성을 가지므로, 가공 방향과 평행한 면과 수직인 면을 모두 고려하여 시료를 채취해야 합니다. 단순히 가공방향과 수직이 되게만 한다는 설명은 적절하지 않습니다.
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69. 현미경 조직검사의 설명 중 틀린 것은?

  1. 현미경으로 관찰하려면 표면부식을 한다
  2. 크리프한도를 측정할 수 있다.
  3. 표면은 연마를 해야 한다
  4. 미세조직 검경의 상용 배율은 400 정도이다
(정답률: 60%)
  • 현미경 조직검사는 재료의 미세 조직, 결정립 크기, 상의 분포 등을 관찰하는 정적 분석 방법입니다. 크리프한도는 시간에 따른 변형을 측정하는 기계적 시험을 통해 측정하는 값으로, 단순한 조직 관찰만으로는 측정할 수 없습니다.
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70. 표점거리가 100mm이고 연신된 길이가 120mm일 때 연신율(%)은?

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 80
(정답률: 68%)
  • 연신율은 재료가 인장 하중을 받아 파괴될 때까지 늘어난 비율을 백분율로 나타낸 것입니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{L_{f} - L_{0}}{L_{0}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{120 - 100}{100} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 20$
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71. 와전류 탐상 시험의 특징이 아닌 것은?

  1. 시험의 결과가 직접적으로 구해지므로 시험의 자동화를 할 수 있다.
  2. 비접촉 방법이므로 시험속도가 느리다.
  3. 표면 결함의 검출에 적합하다.
  4. 결함, 재질 및 치수변화 등의 시험적용이 가능하다.
(정답률: 54%)
  • 와전류 탐상 시험은 비접촉 방식으로 검사가 이루어지기 때문에 시험 속도가 매우 빠르다는 것이 핵심 특징입니다. 따라서 비접촉 방법이므로 시험속도가 느리다는 설명은 틀린 내용입니다.
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72. 철강재료의 불꽃시험의 안전 및 유의 사항이 틀린 것은?

  1. 연삭 숫돌을 갈아 끼울 때에는 숫돌 바퀴의 이상유무를 확인한 다음 고정한다.
  2. 불꽃시험을 할 때에는 반드시 보안경을 착용하여야 한다.
  3. 연마 도중 시험편을 놓치지 않도록 한다.
  4. 회전하는 연삭기는 손이나 공구로 정지시켜야 한다.
(정답률: 83%)
  • 회전하는 연삭기는 관성 에너지가 크므로 절대 손이나 공구로 강제 정지시켜서는 안 되며, 전원을 끄고 완전히 정지할 때까지 기다려야 합니다.
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73. 금속 재료 충격 시험편의 길이와 높이 및 나비의 치수(mm)가 맞는 것은?

  1. 22, 5, 5
  2. 55, 10, 10
  3. 60, 15, 15
  4. 75, 20, 20
(정답률: 46%)
  • 금속 재료의 표준 충격 시험편(샤르피 시험편 등)의 규격 치수는 길이 $55\text{mm}$, 높이 $10\text{mm}$, 너비 $10\text{mm}$입니다.
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74. 피로파괴를 구하는 것과 관련이 없는 것은?

  1. 반복횟수
  2. S-N 선도
  3. 소성시험
  4. 내구한도
(정답률: 56%)
  • 피로파괴는 반복적인 하중이 가해질 때 발생하므로 반복횟수, S-N 선도, 내구한도와 밀접한 관련이 있습니다. 반면 소성시험은 재료가 영구 변형되는 성질을 측정하는 시험으로 피로파괴와는 직접적인 관련이 없습니다.
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75. 금속재료에 존재할 수 있는 내부결함의 유무를 확인하기 위하여 초음파 탐상기를 사용하고자 할 때 주의해야 될 사항이 아닌 것은?

  1. 수침법으로 탐상할 경우에 검사면과 탐촉자를 강하게 밀착시켜야 한다.
  2. 검사면과 탐촉자(Probe) 사이에는 접촉매질을 적용해야 한다.
  3. 탐상전에 Al 표준시험편 등으로 탐상기의 상태를 조정해야 한다.
  4. 탐상기와 탐촉자를 연결하는 동축 케이블은 접거나 무리하게 잡아 당기지 않도록 한다.
(정답률: 67%)
  • 수침법은 물을 매질로 사용하여 초음파를 전달하는 방식이므로, 검사면과 탐촉자를 강하게 밀착시킬 필요가 없습니다.

    오답 노트
    접촉매질 적용: 공기층에 의한 초음파 반사를 막기 위해 필수적임
    표준시험편 조정: 기기의 정확도와 감도를 설정하기 위해 필요함
    동축 케이블 관리: 신호 손실 및 단선을 방지하기 위해 주의해야 함
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76. B스케일과 C케일이 있는 경도계는?

  1. 비커스 경도계
  2. 브리넬 경도계
  3. 로크웰 경도계
  4. 쇼어 경도계
(정답률: 56%)
  • 로크웰 경도계는 압입자의 종류와 하중에 따라 다양한 스케일을 사용하며, 대표적으로 B스케일(강구 압입자)과 C스케일(다이아몬드 원추 압입자)이 널리 사용됩니다.
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77. 비틀림 모멘트를 측정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 진자식
  2. 탄성식
  3. 레버식
  4. 전자진공식
(정답률: 52%)
  • 비틀림 모멘트 측정에는 물리적인 변위나 힘을 이용하는 진자식, 탄성식, 레버식 방법이 사용됩니다.

    오답 노트
    전자진공식: 비틀림 모멘트를 측정하는 일반적인 기계적 측정 방식이 아닙니다.
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78. 크리프 곡선의 단계별 현상 중 변형이 증가하면서 경화 작용이 되는 단계는?

  1. 1단계
  2. 2단계
  3. 3단계
  4. 4단계
(정답률: 21%)
  • 크리프 곡선의 2단계(정상 상태 크리프)는 변형률이 일정하게 유지되는 구간으로, 변형의 증가와 재료의 경화 작용이 평형을 이루는 단계입니다.
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79. 침투탐상검사를 수행할 때의 공정이 아닌 것은?

  1. 산화처리
  2. 유화처리
  3. 세정처리
  4. 현상처리
(정답률: 37%)
  • 침투탐상검사의 표준 공정은 세정처리 $\rightarrow$ 침투처리 $\rightarrow$ 유화처리(또는 세척) $\rightarrow$ 현상처리 순으로 진행됩니다.

    오답 노트
    산화처리: 표면에 산화막을 형성하는 공정으로, 침투탐상검사의 기본 공정에 해당하지 않습니다.
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80. 초음파 탐상기의 부속설비 및 구조에 속하지 않는 것은?

  1. 탈자기
  2. 브라운관
  3. 진동자
  4. 탐촉자
(정답률: 47%)
  • 초음파 탐상기는 초음파를 발생시키고 수신하여 결함을 찾는 장치로, 진동자, 탐촉자, 그리고 신호를 시각화하는 브라운관 등이 주요 구성 요소입니다.

    오답 노트
    탈자기: 자분탐상검사 후 잔류 자기를 제거하는 장비이므로 초음파 탐상기와는 무관합니다.
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