금속재료산업기사 필기 기출문제복원 (2007-03-04)

금속재료산업기사 2007-03-04 필기 기출문제 해설

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금속재료산업기사
(2007-03-04 기출문제)

목록

1과목: 금속재료

1. 영구자석으로 많이 이용되는 MK강(알니코 : alnico)의 주요 합금원소는 Fe 에 Al - Ni 그리고 어떤 원소가 첨가 되는가?

  1. Mn
  2. Cr
  3. W
  4. Co
(정답률: 65%)
  • 알니코(Alnico) 자석은 이름에서 알 수 있듯이 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 코발트(Co)를 철(Fe)에 합금하여 만든 영구자석입니다.
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2. 주철을 600℃ 이상의 온도에서 가열 및 냉각조작을 반복하면 점차 부피가 커지며 변형되고 균열발생 및 수명이 단축되는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 구상화
  2. 주철의 성장
  3. 탄소의 당량
  4. 감쇠성
(정답률: 40%)
  • 주철을 $600^{\circ}C$이상의 고온에서 가열과 냉각을 반복하면, 흑연의 재배열과 부피 팽창이 일어나며 전체적인 부피가 증가하고 균열이 발생하는 현상을 주철의 성장이라고 합니다.
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3. 다음 중 반도체 재료의 정제법이 아닌 것은?

  1. 대역 정제법
  2. 플로팅존법
  3. 벨크 단결정의 제작법
  4. 분사 분산법
(정답률: 50%)
  • 반도체 재료의 고순도 정제를 위해 대역 정제법, 플로팅존법, 벨크 단결정 제작법 등이 사용됩니다. 분사 분산법은 반도체 재료의 정제법에 해당하지 않습니다.
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4. 탄소강 중에 함유된 성분 원소로 Fe와 화합하여 고온 취성(hot shor tness)의 원인이 되고 Fe 와 공정을 만들어 입계에 망상으로 분포되므로 인장력, 충격치를 감소시키는 원소는?

  1. Mn
  2. Cu
  3. P
  4. S
(정답률: 61%)
  • 황(S)은 철(Fe)과 결합하여 FeS라는 낮은 융점의 화합물을 형성하며, 이것이 결정립계에 망상으로 분포하여 고온에서 재료가 쉽게 깨지는 고온 취성(hot shortness)을 유발하고 인장력과 충격치를 저하시킵니다.
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5. 진공 또는 CO의 환원 분위기에서 용해 주조한 것으로 진공관의 구리선 또는 전자기기용으로 사용되는 것은?

  1. 전로동
  2. 제련동
  3. 무상소동
  4. 강인동
(정답률: 49%)
  • 무상소동은 진공 또는 CO 환원 분위기에서 용해 주조하여 산소 함량을 극도로 낮춘 구리로, 전기 전도도가 매우 높아 진공관의 구리선이나 고정밀 전자기기용으로 사용됩니다.
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6. 금속재료를 열간가공 하였을 때의 장점으로 틀린 것은?

  1. 수지상 결정이 파괴된다.
  2. 조직이 치밀하게 된다.
  3. 강도나 연성이 향상된다.
  4. 냉간가공에 비해 제품의 표면이 미려하고 치수가 정밀하다.
(정답률: 59%)
  • 열간가공은 재결정 온도 이상에서 가공하므로 수지상 결정 파괴, 조직 치밀화, 강도 및 연성 향상의 장점이 있습니다. 하지만 고온에서 가공 후 냉각 과정에서 수축이 발생하고 산화 피막이 형성되므로, 냉간가공에 비해 표면이 거칠고 치수 정밀도가 떨어집니다.
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7. 철(Fe)의 동소변태에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일정온도에서 급격히 비연속으로 일어난다.
  2. 동일 물질에서 원자배열의 변화로 생긴다.
  3. 철의 동소변태는 A3 와 A4 이며 가역적이다.
  4. 동소변태에서 변태점 가열시에는 r(A3) 로 나타내고, 냉각시에는 c(AC3)로 나타낸다.
(정답률: 50%)
  • 철의 동소변태에서 변태점 표기 시, 가열 시에는 $A$ 뒤에 숫자를 붙여 $A_{3}$와 같이 표기하고, 냉각 시에는 $A$와 숫자 사이에 $C$를 넣어 $A_{C3}$와 같이 표기합니다.

    오답 노트
    가열 시 $r(A_{3})$ 표기는 잘못된 표현입니다.
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8. 구상흑연주철의 흑연구상화제로 가장 많이 사용되는 것은?

  1. Mg, Ca 계 합금
  2. P, Co 계 합금
  3. Cu, Pb 계 합금
  4. Mn, P 계 합금
(정답률: 68%)
  • 구상흑연주철은 흑연을 구상화하기 위해 마그네슘(Mg)이나 칼슘(Ca)과 같은 구상화제를 첨가하여 제조합니다.
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9. 다음 중 소결초경질 공구강의 금속 탄화물이 아닌 것은?

  1. WC
  2. GC
  3. TiC
  4. TaC
(정답률: 75%)
  • 소결초경질 공구강은 주로 금속 탄화물을 결합제로 굳혀 만듭니다. 대표적인 금속 탄화물로는 텅스텐 탄화물(WC), 티타늄 탄화물(TiC), 탄탈륨 탄화물(TaC) 등이 사용되나, GC는 해당하지 않습니다.
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10. 어느 방향으로 소성변형을 가한 재료에 역방향의 하중을 가할 경우 소성변형에 대한 저항이 감소하는 효과는?

  1. 바우싱거 효과
  2. 코트렐 효과
  3. 슬립 효과
  4. 지벡효과
(정답률: 67%)
  • 재료에 한 방향으로 소성변형을 준 후 역방향으로 하중을 가했을 때, 항복점이 낮아져 소성변형에 대한 저항이 감소하는 현상을 바우싱거 효과라고 합니다.
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11. 18-8 스테인리스강에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 18%Cr, 8%Ni 의 조성을 갖는다.
  2. 오스테나이트계로 비자성체이다.
  3. 내식성이 우수하고 기계적 성질이 양호하다.
  4. 용접성 향상을 위해 S(황)을 첨가하는 것이 필수적이다.
(정답률: 69%)
  • 18-8 스테인리스강은 크롬(Cr)과 니켈(Ni)이 첨가된 오스테나이트계 강으로 내식성과 기계적 성질이 우수합니다. 하지만 황(S)은 용접 시 고온 균열을 유발하는 불순물이므로, 용접성 향상을 위해서는 오히려 황의 함량을 최소화해야 합니다.
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12. 다음 중 비중이 가장 큰 원소는?

  1. Fe
  2. Al
  3. Cu
  4. Ir
(정답률: 75%)
  • 원소의 비중은 원자 번호가 크고 원자 반지름이 작을수록 일반적으로 커지며, 이리듐(Ir)은 지구상에서 가장 밀도가 높은 원소 중 하나로 제시된 원소들 중 비중이 가장 큽니다.
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13. 제진합금의 함금명이 아닌 것은?

  1. 소노스톤
  2. 사이렌탈로이
  3. 인크라무트
  4. 화이트메탈
(정답률: 60%)
  • 소노스톤, 사이렌탈로이, 인크라무트는 진동을 흡수하는 제진합금의 종류이지만, 화이트메탈은 주로 베어링 등에 사용되는 저융점 합금입니다.
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14. 용융온도(melting point)가 가장 높은 금속은?

  1. W
  2. Ni
  3. Fe
  4. Al
(정답률: 75%)
  • 제시된 금속 중 텅스텐(W)은 융점이 약 $3422^{\circ}C$로 모든 금속 중에서 가장 높은 용융온도를 가지고 있습니다.
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15. 균일한 조직으로 된 합금속에 처음에 응고한 부분과 나중에 응고한 부분에서 농도차가 생기는 현상은?

  1. 공석
  2. 포석
  3. 편정
  4. 편석
(정답률: 65%)
  • 합금의 응고 과정에서 성분 원소의 농도가 부위별로 불균일하게 분포하게 되는 현상을 편석이라고 합니다.
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16. 청동의 성질을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 경도는 Sn 30% 가 첨가되었을 때 최소가 된다.
  2. 인장강도는 Sn 17~18%가 첨가되었을 때 최대가 된다.
  3. 일반적으로 대기 중에서 내식성이 우수하다.
  4. 비중은 순동이나 Sn 20% 가 첨가된 경우에나 거의 변화하지 않는다.
(정답률: 33%)
  • 청동에서 주석(Sn)의 함량이 증가함에 따라 경도는 일반적으로 증가하며, Sn이 $30\%$일 때 경도는 최소가 아니라 최대가 됩니다.
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17. 다음 중 분말야금의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 절삭공정을 생략할 수 있다.
  2. 다공질재료의 제조가 가능하다.
  3. 서로 용해하여 융합하지 않는 합금의 제조는 불가능 하다.
  4. 고융점 금속부품 제조에 적합하다.
(정답률: 71%)
  • 분말야금은 금속 분말을 압축하고 소결하는 방식이므로, 서로 용해되어 융합하지 않는 금속이라도 혼합하여 합금을 제조할 수 있는 것이 큰 특징입니다.
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18. 황동의 화학적 성질 중 탈아연부식(dezincification)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 염소를 함유한 물을 쓰는 수관에서 볼 수 있다.
  2. 탈아연부식을 막으려면 Zn 만 10% 이하의 B 황동을 사용한다.
  3. 탈아연된 부분은 다공질이 되어 강도가 낮아진다.
  4. 불순한 물이나 부식성 물질이 존재하는 수용액의 작용에 의해 황동표면이나 깊은 곳까지 탈아연 된다.
(정답률: 39%)
  • 탈아연부식은 황동에서 아연이 선택적으로 용출되어 구리만 남는 현상입니다. 이를 방지하기 위해서는 아연 함량을 낮추는 것이 아니라, 비소(As)나 안티몬(Sb) 같은 억제제를 첨가한 특수 황동을 사용해야 합니다. 따라서 탈아연부식을 막기 위해 Zn만 10% 이하의 B 황동을 사용한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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19. 다이캐스팅용 알루미늄합금에서 요구되는 성질로 틀린 것은?

  1. 유동성이 작으면서 흐름의 중간이 끊어질 것
  2. 열간취성이 적을 것
  3. 금형에 점착되지 않을 것
  4. 응고수축에 대한 용탕 보급이 좋을 것
(정답률: 78%)
  • 다이캐스팅은 용융 금속을 고압으로 금형에 빠르게 주입하는 공법이므로, 복잡한 형상을 정밀하게 성형하기 위해서는 유동성이 매우 커야 하며 흐름이 끊기지 않고 끝까지 채워져야 합니다.

    오답 노트
    유동성이 작으면서 흐름의 중간이 끊어질 것: 유동성이 커야 하며 흐름이 연속적이어야 함
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20. 그림은 어떤 재료를 인장시험하여 항복 구역까지 소성변형 시킨 후 하중을 제거 했을 때의 응력-변형곡선을 나타낸 것이다. 이에 해당되는 재료로 옳은 것은?

  1. 수소저장합금
  2. 탄소공구강
  3. 초탄성합금
  4. 형상기억합금
(정답률: 69%)
  • 제시된 그래프는 하중을 제거했을 때 소성 변형된 부분이 원래 상태로 완전히 회복되는 거대한 히스테리시스 루프를 보여줍니다. 이는 응력 제거 시 변형이 자동으로 회복되는 초탄성합금의 전형적인 특징입니다.
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2과목: 금속조직

21. 순금속 중에 동종의 원자사이에서 일어나는 확산은?

  1. 상호확산
  2. 불순물확산
  3. 자기확산
  4. 반응확산
(정답률: 74%)
  • 순금속 내에서 동일한 종류의 원자들끼리 서로 위치를 바꾸며 이동하는 현상을 자기확산이라고 합니다.
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22. 다음 그림에서 F가 가르키는 방향의 밀러지수로 옳은 것은?

  1. [0 1]
  2. [01 ]
  3. [111]
  4. [1 0]
(정답률: 61%)
  • 밀러 지수는 원점에서 방향 벡터의 끝점까지의 좌표를 구한 뒤 정수비로 나타냅니다.
    그림 에서 화살표 F는 X축의 음의 방향으로 향하고 있으므로 X좌표는 $-1$, Y와 Z좌표는 $0$입니다.
    따라서 밀러 지수는 $[\bar{1}00]$이며, 이는 $[1 0]$와 동일한 표현입니다.
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23. 금속의 강화기구 중 결정립의 크기와 강도와의 관계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 결정립의 크기가 클수록 강도는 증가한다.
  2. 결정립계의 면적이 클수록 강도는 증가한다.
  3. 재료의 항복강도와 결정립의 크기 관계를 Hall-Petch식으로 한다.
  4. 결정립이 미세할수록 항복강도 뿐만 아니라 피로강도 및 인성이 증가된다.
(정답률: 47%)
  • 결정립 미세화 강화 원리에 따라 결정립의 크기가 작을수록(미세할수록) 결정립계의 면적이 증가하여 전위의 이동을 방해하므로 강도가 증가합니다.

    오답 노트
    결정립의 크기가 클수록 강도는 증가한다: 결정립이 클수록 강도는 감소함
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24. 다음 그림은 어떤 형의 상태도인가?

  1. 편정형
  2. 공정형
  3. 고용체형
  4. 포정형
(정답률: 44%)
  • 제시된 상태도는 액상선과 고상선이 만나며, 고체 상태에서 액체와 다른 고체로 반응하는 포정 반응의 전형적인 형태를 보여줍니다.
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25. 치환형 고용체에서 원자의 규칙도와 온도와의 관계를 가장 올바르게 설명한 것은?

  1. 규칙도는 온도에 무관하다.
  2. 온도가 상승하면 규칙상태로 된다.
  3. 온도가 상승하면 불규칙 상태로 된다.
  4. 온도가 상승하면 규칙상태로 될 수 있고 불규칙 상태로 되는 경우도 있다.
(정답률: 61%)
  • 치환형 고용체에서 온도가 상승하면 원자들의 열진동이 증가하여 규칙적인 배열이 흐트러지므로, 규칙 상태에서 불규칙 상태로 전이됩니다.
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26. Bragg의 X 선 회절식에서 면간거리 d 는? (단, d : 면간거리, λ : X 선 파장, n : 정정수, θ : X 선 조사각)

  1. 2 / nλsinθ
  2. 2nλ / sinθ
  3. 2nλsinθ / 2
  4. nλ / 2sinθ
(정답률: 40%)
  • Bragg의 X선 회절 법칙은 결정 내 면간거리와 회절각, 파장의 관계를 정의하는 공식입니다.
    ① [기본 공식] $n\lambda = 2d\sin\theta$
    ② [숫자 대입] $d = \frac{n\lambda}{2\sin\theta}$
    ③ [최종 결과] $d = \frac{n\lambda}{2\sin\theta}$
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27. 다음 중 하이필드(Hadfield) 강의 조직은?

  1. 페라이트
  2. 소르바이트
  3. 마텐자이트
  4. 오스테나이트
(정답률: 37%)
  • 하이필드(Hadfield) 강은 망간강의 일종으로, 상온에서도 오스테나이트 조직을 유지하여 내마모성이 매우 뛰어난 것이 특징입니다.
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28. 인장전위는 용질원자의 분위기에서 형성된 응력장이 완화되어 안정상태로 움직임이 어려운 현상이 된다. 이 때 용질원자와 인장전위의 상호 작용을 무엇이라 하는가?

  1. 분위기 효과(Atmosphere effect)
  2. 전위의 상승 효과(Climbing effect)
  3. 고착작용 효과(Locking anchoring effect)
  4. 코트렐 효과(Cottrel effect)
(정답률: 62%)
  • 용질 원자가 전위 주변에 모여 응력장을 완화시킴으로써 전위의 이동을 방해하고 고정시키는 현상을 코트렐 효과(Cottrel effect)라고 합니다.
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29. 임계전단응력은 로 표현된다. 이 중 Schmid 인자는?

  1. A
  2. cosø · cosλ
  3. F / A
  4. A
(정답률: 69%)
  • 임계전단응력 식 $\tau = \frac{E}{A} \cos \phi \cdot \cos \lambda$에서, 하중의 방향과 슬립면 및 슬립 방향 사이의 기하학적 관계를 나타내는 $\cos \phi \cdot \cos \lambda$ 부분이 Schmid 인자에 해당합니다.
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30. 다음 중 강자성체로 사용되는 3원합금은?

  1. Fe-Co-Ni
  2. Fe-Cu-Si계 합금
  3. Fe-S-Mn 계 합금
  4. Fe-Cu-Mn계 합금
(정답률: 54%)
  • 강자성체로 사용되는 대표적인 3원합금은 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni)의 조합인 Fe-Co-Ni 합금입니다.
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31. 다음 중 금속간화합물에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단단하고 취약하다.
  2. 구성 성분금속의 특성은 소실하다.
  3. 단일성분의 온도에 의한 격자변화이다.
  4. 일반적으로 성분금속보다 융점이 높다.
(정답률: 32%)
  • 금속간화합물은 두 가지 이상의 금속 성분이 특정한 화학적 조성비로 결합하여 형성된 화합물입니다. 따라서 단일 성분의 온도 변화에 따른 격자 변화인 동소변태와는 완전히 다른 개념입니다.

    오답 노트
    단단하고 취약하다: 금속간화합물의 일반적 특징
    구성 성분금속의 특성은 소실하다: 새로운 화합물로서 고유 특성을 가짐
    일반적으로 성분금속보다 융점이 높다: 강한 결합력으로 인해 융점이 상승하는 경향이 있음
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32. 다음 x 선 합금 속에 A 는 몇 % 가 함유되어 있는가?(문제 복워 오류로 문제가 정확하지 않은듯 합니다. 다른 문제집 확인 가능한분 계시면 확인 부탁 드립니다. 정답은 3번 입니다.)

  1. 30%
  2. 50%
  3. 70%
  4. 90%
(정답률: 50%)
  • 제시된 문제의 정보가 부족하여 정확한 계산 과정 도출이 불가능하므로 스킵합니다.
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33. 금속의 쌍정 변형(twin deformation)과 킹크 변형(kink deformation) 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 쌍정형성의 특징은 원자의 전단적 이도에 의해서 형성된다.
  2. 킹크 밴드를 형성하는 금속은 Cd와 Zn 등이 있다.
  3. 특정의 편면을 경계로 하여 처음의 결정와 경면 대칭의 원자배역을 가지는 결정을 쌍정이라 한다.
  4. 체심 입방정을 갖는 금속을 슬립면에 수평으로 압축하면 슬립이 일어나기 쉬워 변형이 생긴 부위를 킹크변형이라 한다.
(정답률: 34%)
  • 킹크 변형은 슬립이 일어나기 어려운 조건에서 전위가 축적되어 결정면이 굴곡지는 현상입니다. 체심 입방정 금속을 슬립면에 수평으로 압축하면 슬립이 일어나기 어렵기 때문에 킹크 변형이 발생하며, 슬립이 일어나기 쉬워 변형이 생긴다는 설명은 틀린 내용입니다.
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34. Cu-Ni 합금에서 최대의 강도를 나타내는 Ni 의 함량은?

  1. 10%
  2. 40%
  3. 60%
  4. 80%
(정답률: 34%)
  • Cu-Ni 합금은 전고용체 강화 효과에 의해 강도가 증가하며, 일반적으로 Ni 함량이 $60\%$ 부근일 때 최대 강도를 나타냅니다.
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35. 상온에서 취약하며 전연성이 작은 조밀육방격자로 구성된 원소는?

  1. W, Mo, Cs
  2. Mg, Zn, Zr
  3. V, Ta, Cr
  4. Pt, Cu, Ag
(정답률: 61%)
  • 조밀육방격자(HCP) 구조를 가진 금속은 면심입방격자(FCC)에 비해 슬립계가 적어 상온에서 전연성이 낮고 취약한 특성을 보입니다. Mg, Zn, Zr이 대표적인 HCP 금속입니다.
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36. 3원합금의 공간관계 그림에서 삼각형 PQR 내에 두 개의 지렛대 POS, QSR을 이용하여 합금의 0중의 P, S, R의 양을 구하는 식으로 틀린 것은?

(정답률: 24%)
  • 3원합금의 지렛대 원리를 이용한 성분 함량 계산 시, 특정 성분의 양은 전체 선분에 대한 해당 성분 쪽 선분의 길이 비율로 결정됩니다. 의 식은 분모와 분자의 관계가 지렛대 원리의 정의와 일치하지 않으므로 틀린 식입니다.
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37. 금속의 변태점 측정방법 중 시료와 중성체를 전기로에 넣고 열변화를 확대하여 측정하는 방법은?

  1. 수냉분석법
  2. 열팽창법
  3. 전기저항법
  4. 시차열분석법
(정답률: 30%)
  • 시차열분석법(DTA)은 시료와 기준이 되는 중성체를 동시에 가열하면서 두 물질 사이의 온도 차이를 측정하여, 상변태 시 발생하는 흡열 또는 발열 반응을 통해 변태점을 찾아내는 방법입니다.
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38. 다음 중 금속결정의 소성변형과 밀접한 관계로 선을 다라 결정 내에 존재하는 결함은?

  1. 전위
  2. 원자공공
  3. 크로디온
  4. 적층결함
(정답률: 71%)
  • 전위는 결정 내에서 원자 배열이 어긋나 있는 선 결함으로, 이 전위가 결정 내에서 이동함으로써 금속의 소성변형이 일어납니다.
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39. 금속의 결정구조에서 면심입방격자의 배위수는?

  1. 3개
  2. 6개
  3. 12개
  4. 24개
(정답률: 73%)
  • 면심입방격자(FCC)는 정육면체의 각 꼭짓점과 각 면의 중심에 원자가 위치하는 구조로, 하나의 원자를 중심으로 가장 가까이 접하고 있는 인접 원자의 수는 총 12개입니다.
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40. 다음 중 공정 조직으로 옳은 것은?

  1. 시멘타이트
  2. 펄라이트
  3. 페라이트
  4. 레데뷰라이트
(정답률: 43%)
  • 레데뷰라이트는 액상에서 두 가지 고상(오스테나이트와 시멘타이트)으로 동시에 정출되는 공정 조직입니다.

    오답 노트
    펄라이트: 공석 조직
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3과목: 금속열처리

41. 고체침탄을 899℃에서 4시간 실시하였을 때 F.E Harris 식에 의한 침탄층의 깊이는? (단, 이 때 확산 정수 K 는 0.533)

  1. 0.267
  2. 1.066
  3. 2.132
  4. 3.066
(정답률: 49%)
  • 침탄층의 깊이는 확산 정수와 시간의 제곱근에 비례하는 F.E Harris 식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $d = K \times \sqrt{t}$
    ② [숫자 대입] $d = 0.533 \times \sqrt{4}$
    ③ [최종 결과] $d = 1.066$
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42. Al 합금의 질변 기호 중 용체화 처리 상태를 나타내는 것은?

  1. O
  2. W
  3. Y
  4. T
(정답률: 50%)
  • Al 합금의 질변 기호에서 W는 용체화 처리(Solution Heat Treated) 상태를 의미합니다.

    오답 노트
    O: 풀림 상태, T: 석출 경화 처리 상태
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43. 고속도강이나 스테인리스강 등의 열처리에 사용하는 염욕 설비로 가장 적합한 것은?

  1. 저온용 염욕로
  2. 중온용 염욕로
  3. 고온욕 염욕로
  4. 표면 경화용 염욕로
(정답률: 64%)
  • 고속도강이나 스테인리스강은 매우 높은 온도에서 열처리가 필요하므로, 고온에서도 안정적인 온도를 유지할 수 있는 고온욕 염욕로가 가장 적합합니다.
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44. 열처리과정에서 나타나는 조직 중에서 부피의 변화가 가장 큰 것은?

  1. 오스테나이트(Austenite)
  2. 펄라이트(Pearlite)
  3. 베이나이트(Bainite)
  4. 마텐자이트(Martensite)
(정답률: 74%)
  • 마텐자이트는 오스테나이트가 급랭될 때 확산 없이 변태하며 체적 팽창이 일어나기 때문에 열처리 조직 중 부피 변화가 가장 큽니다.
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45. 강의 열처리시 뜨임의 목적이 아닌 것은?

  1. 조직의 불안정성을 제거한다.
  2. 강의 경화를 부여한다.
  3. 조직 및 기계적 성질을 안정화한다.
  4. 담금질에 의해 강 내부에 발생한 내부응력을 제거한다.
(정답률: 62%)
  • 뜨임(Tempering)은 담금질 후의 과도한 경도를 낮추고 인성을 부여하여 조직을 안정화하는 공정입니다. 강의 경화를 부여하는 것은 담금질(Quenching)의 목적입니다.

    오답 노트
    불안정성 제거: 뜨임의 목적
    기계적 성질 안정화: 뜨임의 목적
    내부응력 제거: 뜨임의 목적
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46. 마텐자이트(martensite) 변태를 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 무확산 변태이다.
  2. 강의 담금질 조직으로 경도가 크다.
  3. a 철 내에 탄소가 과포화 상태로 고용된 조직이다.
  4. 마텐자이트의 형성은 변태 시간에 관계하고, Ms 온도 이하로의 온도 상승량에 따라서만 결정된다.
(정답률: 60%)
  • 마텐자이트 변태는 확산이 일어나지 않는 무확산 변태이며, 변태 시간과는 관계없이 오직 온도(냉각 정도)에 의해서만 결정됩니다. 따라서 변태 시간에 관계한다는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    무확산 변태: 맞음
    담금질 조직/고경도: 맞음
    탄소 과포화 고용체: 맞음
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47. 담금질 균열의 방지대책에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. Ms~Mf 범위에서 될수록 급냉을 한다.
  2. 살두께의 차이와 급변을 가급적 줄인다.
  3. 시간 담금질을 채용하거나 날카로운 모서리 부분을 라운딩(R) 처리하여 준다.
  4. 냉각시 온도의 불균일을 적게 하고, 되도록 변태도 동시에 일어나게 한다.
(정답률: 59%)
  • 담금질 균열을 방지하기 위해서는 $M_{s} \sim M_{f}$ 범위에서 냉각 속도를 늦추어 내부 응력을 완화해야 합니다. 이 구간에서 급냉을 하는 것은 오히려 균열을 유발합니다.

    오답 노트
    살두께 차이 감소: 응력 집중 방지
    라운딩 처리: 응력 집중 완화
    온도 불균일 최소화: 변형 방지
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48. 회주철의 노멀라이징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 온도 범위는 약 880~930℃ 이다.
  2. 온도가 높을수록 조직이 단단해지고 강해진다.
  3. 최대 단면 두께 25mm 당 약 10분간 유지하고 상온으로 수냉한다.
  4. 노멀라이징은 경도와 인장강도 등의 성질을 개선하고 변화된 주조 상태의 성질을 회복시킨다.
(정답률: 42%)
  • 회주철의 노멀라이징은 가열 후 공기 중에서 냉각시키는 공정입니다. 따라서 상온으로 수냉한다는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    온도 범위 880~930℃: 맞음
    온도 상승 시 조직 강화: 맞음
    성질 개선 및 회복: 맞음
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49. 분말 아연 또는 이것을 함유한 혼합 분말 속에서 철강을 가열하여 그 표면에 아연(Zn)을 확산시켜 내식성 피막을 만드는 조작은?

  1. 세라다이징
  2. 보로나이징
  3. 칼로라이징
  4. 크로마이징
(정답률: 60%)
  • 분말 아연 또는 아연 함유 혼합 분말 속에서 철강을 가열하여 표면에 아연(Zn)을 확산시켜 내식성 피막을 형성하는 표면 경화법을 세라다이징이라고 합니다.
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50. 이온 플레이딩(ion plating)법의 설명으로 틀린 것은?

  1. 진공 용기 내에서 금속을 증발시키고 글로우 방전에 의거 이온화를 촉진한다.
  2. 코팅 온도가 높으므로 기판을 변형시킨다.
  3. 피막과 기판과의 밀착성 및 피막의 치밀성이 양호하다.
  4. TiN, TiC, CrN, CrC, Al2O3, SiO2 등의 특이한 화합물 층을 얻을 수 있다.
(정답률: 51%)
  • 이온 플레이팅법은 진공 내 글로우 방전을 이용해 이온화를 촉진하며, 밀착성과 치밀성이 우수하고 다양한 화합물 층을 형성할 수 있는 공정입니다.

    오답 노트
    코팅 온도가 높으므로 기판을 변형시킨다: 이 공정은 상대적으로 낮은 온도에서 코팅이 가능하여 기판의 열 변형을 최소화할 수 있는 것이 특징입니다.
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51. Al-Cu 합금에서 과포화된 고용체로부터 온도가 증가함에 따라 석출물이 연속적으로 발달한다. 발달 순서로 옳은 것은?

  1. GP 영역 → θ″ → θ′ → (CuAl2)
  2. (CuAl2) → θ″ → GP 영역 → θ′
  3. GP 영역 → (CuAl2) → θ″ → θ′
  4. θ′ → θ″ → GP 영역 → (CuAl2)
(정답률: 42%)
  • Al-Cu 합금의 시효 경화 과정에서 석출물은 원자 배열의 정합성 정도에 따라 GP 영역 $\rightarrow$ $\theta''$ $\rightarrow$ $\theta'$ $\rightarrow$ $\text{CuAl}_2$ 순으로 발달하며 점차 비정합 상으로 변합니다.
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52. 대형의 제품을 담금질하였을 대 재료의 내, 외부는 담금질 효과가 달라져 경도의 편차가 나타나는 현상은?

  1. 노치 효과
  2. 담금질 변형
  3. 질량 효과
  4. 가공경화 효과
(정답률: 59%)
  • 제품의 크기가 커질수록 표면과 중심부의 냉각 속도 차이가 발생하여, 내부까지 담금질 효과가 전달되지 못해 경도 편차가 생기는 현상을 질량 효과라고 합니다.
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53. 펄라이트(pearllite) 가단 주철의 제조 방법으로 틀린 것은?

  1. Ms 점에서 급냉 처리하는 방법
  2. 열처리 곡선의 변화에 의한 방법
  3. 흑심 가단 주철의 재열처리에 의한 방법
  4. 합금 첨가에 의한 방법
(정답률: 48%)
  • 펄라이트 가단 주철은 흑심 가단 주철의 재열처리, 합금 첨가, 또는 열처리 곡선의 변화를 통해 제조할 수 있습니다.

    오답 노트
    Ms 점에서 급냉 처리하는 방법: 이는 마르텐사이트 변태와 관련된 열처리 방식으로, 펄라이트 가단 주철의 제조 방법과는 무관합니다.
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54. 특수표면처리 방법 중 강재 표면에 엷은 황화층을 형성 시키는 방법으로 주로 마찰저항을 적게 하여 윤활성을 향상시키는 효과가 있는 처리법은?

  1. 침황처리
  2. 침붕처리
  3. 염욕코팅처리
  4. 산화피막처리
(정답률: 59%)
  • 침황처리는 강재 표면에 엷은 황화층을 형성시켜 마찰 저항을 줄이고 윤활성을 향상시키는 특수 표면처리 방법입니다.
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55. 다음 중 Sub-Zero 처리시 조직의 변화로 옳은 것은?

  1. 잔류 Austenite → Troostite
  2. Martensite → Sorbite
  3. 안정 Troostite → Martenstie
  4. 잔류 Austenite → Martenstie
(정답률: 70%)
  • Sub-Zero 처리는 0℃ 이하의 저온으로 냉각하여, 상온에서도 변태되지 않고 남아있던 잔류 Austenite를 Martensite로 변태시켜 경도를 높이고 치수 안정성을 확보하는 처리입니다.
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56. 침탄 담금질시 박리가 생기는 원인이 아닌 것은?

  1. 반복 침탄할 때
  2. 원재료가 너무 연할 때
  3. 침탄 후 확산처리 할 때
  4. 과잉침탄으로 C% 가 너무 많을 때
(정답률: 58%)
  • 침탄 후 확산처리는 표면의 과잉 탄소를 내부로 확산시켜 탄소 농도 구배를 완만하게 함으로써 오히려 박리를 방지하는 공정입니다.

    오답 노트
    반복 침탄, 연한 원재료, 과잉 침탄: 표면 탄소 농도가 너무 높아져 취성이 생기거나 응력이 집중되어 박리를 유발함
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57. 연소용 가스버너를 내열 강관 속에 붙여, 라디안트(radiant) 튜브에 의한 열처리품을 가열하는 방식의 로는?

  1. 오븐로
  2. 머플로
  3. 원통로
  4. 복사관로
(정답률: 56%)
  • 복사관로는 연소 가스 버너를 내열 강관(라디안트 튜브) 속에 설치하여, 관벽을 통해 방출되는 복사열로 열처리품을 가열하는 방식의 로입니다.
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58. 강괴 등을 냉각제 속에 넣었을 때 냉각의 단계순서로 바르게 나열된 것은?

  1. 비등단계 → 증기막단계 → 대류단계
  2. 대류단계 → 비등단계 → 증기막단계
  3. 증기막단계 → 비등단계 → 대류단계
  4. 대류단계 → 증기막단계 → 0-pi비등단계
(정답률: 58%)
  • 고온의 강괴를 냉각제에 넣으면 표면에 증기막이 형성되어 열전달을 방해하는 증기막단계가 먼저 나타나고, 이후 기포가 발생하는 비등단계를 거쳐, 마지막으로 액체 냉각제에 의해 열이 전달되는 대류단계 순으로 냉각이 진행됩니다.
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59. 열처리시에 사용되는 온도계는 접축식과 비접촉식으로 나눌 수 있다. 다음 중 접촉식이 아닌 것은?

  1. 열전온도계
  2. 광고온계
  3. 저항온도계
  4. 압력온도계
(정답률: 65%)
  • 접촉식 온도계는 측정 대상에 직접 닿아 온도를 측정하는 열전온도계, 저항온도계, 압력온도계 등이 있습니다. 광전온도계(광고온계)는 복사 에너지를 이용하여 측정하는 대표적인 비접촉식 온도계입니다.
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60. 고속도공구강의 담금질 온도가 상승함에 따른 강의 성질 변화를 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 탄화물의 고용량이 증대하여 기지 중 합금원소 증가
  2. 오스테나이트 결정립의 조대화
  3. 잔류 오스테나이트 양의 증가
  4. 충격값, 항절력, 인성 등의 증가
(정답률: 35%)
  • 고속도공구강의 담금질 온도가 상승하면 탄화물의 고용량이 증대되고 오스테나이트 결정립이 조대화되며 잔류 오스테나이트 양이 증가합니다. 이로 인해 결정립이 커지므로 충격값, 항절력, 인성 등은 오히려 감소하게 됩니다.
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4과목: 재료시험

61. 비틀림 시험(torsion)에서 측정할 수 없는 것은?

  1. 강성계수
  2. 비틀림 강도
  3. 비틀림 파단계수
  4. 프와송 비
(정답률: 65%)
  • 비틀림 시험은 재료에 비틀림 모멘트를 가해 강성계수, 비틀림 강도, 비틀림 파단계수 등을 측정하는 시험입니다. 프와송 비는 인장 또는 압축 시험을 통해 횡방향 변형률과 길이방향 변형률의 비로 측정하는 값입니다.
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62. 금속 조직량의 측정법이 아닌 것은?

  1. 절단 측정법
  2. 면적 측정법
  3. 직선 측정법
  4. 점의 측정법
(정답률: 62%)
  • 금속 조직량 측정법에는 면적 측정법, 직선 측정법, 점의 측정법 등이 사용됩니다. 절단 측정법은 금속 조직의 양을 정량적으로 측정하는 표준적인 방법이 아닙니다.
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63. 냉간 압연한 후 기계적 특성 시험을 하였다. 다음 중 감소하는 기계적 특성은?

  1. 경도
  2. 연신율
  3. 인장강도
  4. 항복강도
(정답률: 67%)
  • 냉간 압연을 하면 가공 경화 현상이 발생하여 강도, 경도, 항복강도는 증가하지만, 재료의 변형 능력을 나타내는 연신율은 감소합니다.
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64. 피로시험에서 S-N 은 각각 무엇을 나타내는가?

  1. 응력과 변형
  2. 응력과 반복횟수
  3. 반복횟수와 시험기간
  4. 반복횟수와 변형
(정답률: 63%)
  • 피로시험의 S-N 곡선에서 $S$는 응력(Stress)을, $N$은 파단될 때까지의 반복 횟수(Number of cycles)를 나타냅니다.
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65. 크리프(creep)곡선의 현상 중 속도가 대략 일정하게 진행되는(정상 크리프) 단계는?

  1. 제1단계
  2. 제2단계
  3. 제3단계
  4. 제4단계
(정답률: 69%)
  • 크리프 현상은 시간에 따라 3단계로 구분됩니다. 제2단계는 변형 속도가 일정하게 유지되는 구간으로, 이를 정상 크리프 단계라고 합니다.

    오답 노트
    제1단계: 초기 크리프(속도 감소)
    제3단계: 가속 크리프(속도 급증 후 파단)
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66. 무색, 무미, 무취로서 연료의 불완전 연소로 인하여 생성되는 것으로 해로운 가스는?

  1. CO
  2. SO2
  3. NH4
  4. N2
(정답률: 72%)
  • 연료가 불완전 연소될 때 발생하는 일산화탄소($\text{CO}$)는 색깔, 맛, 냄새가 없는 무색·무미·무취의 독성 가스로 인체에 매우 해롭습니다.
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67. 초음파 중에서 강속을 통과하는 종파의 속도는?

  1. 340m/s
  2. 1430m/s
  3. 3230m/s
  4. 5900m/s
(정답률: 42%)
  • 초음파의 속도는 매질의 밀도와 탄성계수에 따라 달라지며, 강철(강속)과 같은 금속 매질을 통과하는 종파의 속도는 약 $5900\text{m/s}$로 매우 빠릅니다.
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68. 100배의 현미경 배율로 1평방인치 내의 결정립 수를 측정하였더니 결정립의 평균수가 128개 이다. 이때 ASTM 결정입도 번호는?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 56%)
  • ASTM 결정입도 번호는 $1$평방인치 내의 결정립 수와 배율의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $n = 2^{G-1}$
    ② [숫자 대입] $128 = 2^{G-1}$
    ③ [최종 결과] $G = 8$
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69. 다음 중 경도를 측정하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 압입에 의한 방법
  2. 긋기(스크래치)에 의한 방법
  3. 반발에 의한 방법
  4. 프레스 성형에 의한 방법
(정답률: 45%)
  • 경도는 재료의 단단한 정도를 측정하는 것으로, 압입(브리넬, 로크웰 등), 긋기(모스 경도), 반발(쇼어 경도) 방법이 대표적입니다. 프레스 성형은 재료에 형상을 만드는 가공 방법이지 경도 측정법이 아닙니다.
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70. 다음 중 침투탐상검사의 기본 작업 순서로 옳은 것은?

  1. 관찰→후처리→침투처리→세척처리→현상처리→전처리
  2. 관찰→세척처리→침투처리→현상처리→전처리→후처리
  3. 전처리→현상처리→세척처리→침투처리→관찰→후처리
  4. 전처리→침투처리→세척처리→현상처리→관찰→후처리
(정답률: 58%)
  • 침투탐상검사는 결함 내로 침투액을 넣고 이를 다시 끌어올려 관찰하는 과정으로 진행됩니다. 따라서 전처리(세척) $\rightarrow$ 침투처리 $\rightarrow$ 세척처리(잉여 침투액 제거) $\rightarrow$ 현상처리 $\rightarrow$ 관찰 $\rightarrow$ 후처리의 순서가 올바른 공정입니다.
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71. 시험체의 구멍을 통과시킨 자성체에 교류 자속을 가함으로서 시험체에 유도 전류를 보내는 방법으로 선형자계를 형성하며 관 및 관 이음매에 작용하는 자화방법은?

  1. 코일법
  2. 극간법
  3. 직각통전법
  4. 자속 관통법
(정답률: 40%)
  • 자성체에 교류 자속을 가하여 시험체 내부에 유도 전류를 발생시킴으로써 선형자계를 형성하는 방법은 자속 관통법의 핵심 원리입니다. 이는 특히 관 및 관 이음매의 결함을 검출하는 데 효과적인 자화 방법입니다.
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72. 연성 판재를 가압 성형하여 변형 능력을 알아보기 위한 시험 방법은?

  1. 피로시험
  2. 충격시험
  3. 크리프시험
  4. 에릭션시험
(정답률: 58%)
  • 에릭션시험은 연성 판재를 펀치로 가압하여 성형성을 평가함으로써 재료의 변형 능력을 측정하는 시험 방법입니다.

    오답 노트
    피로시험: 반복 하중에 의한 파괴 측정
    충격시험: 갑작스러운 충격 에너지 흡수력 측정
    크리프시험: 고온에서 일정 하중 시 시간 경과에 따른 변형 측정
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73. 방사선투과검사에서 사진의 농도(D)를 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, Lo : 필름에 입사한 빛의 강도, L : 필름을 투과한 후의 빛의 강도)

(정답률: 30%)
  • 방사선투과검사에서 필름의 농도 $D$는 입사광의 강도 $L_{o}$와 투과광의 강도 $L$의 비율에 상용로그를 취한 값으로 정의합니다.
    $$D = \log_{10} ( \frac{L_{o}}{L} )$$
    따라서 정답은 입니다.
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74. 시편의 시험전의 단면적이 55mm2 이었던 것이 인장시험 후에 측정한 결과 단면적이 32mm2 로 되었다면, 이 때 시편의 단면 수축률은 약 얼마인가?

  1. 4.18%
  2. 41.8%
  3. 6.18%
  4. 61.8%
(정답률: 51%)
  • 단면 수축률은 시험 전 단면적과 시험 후 단면적의 차이를 시험 전 단면적으로 나눈 백분율입니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{A_{0} - A}{A_{0}} \times 100$ %
    ② [숫자 대입] $R = \frac{55 - 32}{55} \times 100$
    ③ [최종 결과] $R = 41.8$ %
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75. 금속현미경 조직사진의 배율 표시방법으로 사진의 하단에 길이 1cm 의 선위에 20㎛의 스케일 표시가 되어있을 경우의 배율은?

  1. 200배
  2. 300배
  3. 400배
  4. 500배
(정답률: 25%)
  • 배율은 실제 사진상의 길이와 실제 시편의 길이 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{L_{photo}}{L_{actual}}$ 배율
    ② [숫자 대입] $M = \frac{10\text{mm}}{20\mu\text{m}} = \frac{10\times 10^{3}\mu\text{m}}{20\mu\text{m}}$
    ③ [최종 결과] $M = 500$ 배
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76. 임의로 하중을 변화시킬 수 있어서 단단한 재료와 연한 재료의 흑정이 가능하고 침탄 질화층을 정확하게 측정할 수 있는 특징을 가진 경도계로서 가장 적합한 것은?

  1. 쇼어 경도계
  2. 로크웰 경도계
  3. 비커스 경도계
  4. 브리넬 경도계
(정답률: 36%)
  • 비커스 경도계는 다이아몬드 사각뿔 압입자를 사용하며, 하중을 자유롭게 조절할 수 있어 매우 단단한 재료부터 연한 재료까지 모두 측정이 가능합니다. 특히 압입 자국이 작아 침탄 질화층과 같은 얇은 표면 경화층의 경도를 정밀하게 측정하는 데 가장 적합합니다.
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77. 현미경 조직검사의 순서로 옳은 것은?

  1. 시험편 채취→시험편의 제작→부식→연마→검경
  2. 시험편 채취→연마→시험편의 제작→부식→검경
  3. 시험편 채취→부식→시험편의 제작→연마→검경
  4. 시험편 채취→시험편의 제작→연마→부식→검경
(정답률: 56%)
  • 현미경 조직검사는 분석할 부위의 시험편을 채취한 후, 적절한 크기로 제작하고, 표면을 매끄럽게 연마한 뒤, 조직을 드러내기 위해 부식시키고 마지막으로 검경하는 순서로 진행됩니다.
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78. 다음 중 와전류탐상시험의 장점이 아닌 것은?

  1. 표면결함의 검출에 적합하다.
  2. 고온 부위의 시험페에도 탐상이 가능하다.
  3. 시험체의 비접촉으로 탐상이 가능하다.
  4. 형상이 복잡한 제품의 검사에 적합하다.
(정답률: 46%)
  • 와전류탐상시험은 전자기 유도를 이용하므로 표면 결함 검출, 고온 부위 시험, 비접촉 탐상이 가능하다는 장점이 있으나, 형상이 복잡한 제품은 와전류의 흐름이 불규칙해져 검사가 어렵습니다.
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79. 위험예지 훈련의 4단계 순서로 옳은 것은?

  1. 제1단계(현상파악)-제2단계(본질추구)-제3단계(목표달성)-제4단계(대책수립)
  2. 제1단계(현상파악)-제2단계(본질추구)-제3단계(대책수립)-제4단계(목표달성)
  3. 제1단계(목표달성)-제2단계(현상파악)-제3단계(본질추구)-제4단계(현상파악)
  4. 제1단계(본질추구)-제2단계(현상파악)-제3단계(대책수립)-제4단계(목표달성)
(정답률: 76%)
  • 위험예지 훈련은 현상을 파악하고, 그 속에서 본질적인 위험 요인을 추구하며, 이에 대한 대책을 수립한 뒤, 최종적으로 목표를 달성하는 4단계 순서로 진행됩니다.
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80. 브리넬 경도가 보기와 같이 표현되었을 때 이에 따른 설명으로 틀린 것은?

  1. HB : 압입자의 종류
  2. 10 : 압입자의 직경(mm)
  3. 3000 : 시험 하중(kg)
  4. 341 : 브리넬 경도값
(정답률: 52%)
  • 브리넬 경도 표시법 에서 HB는 압입자의 종류가 아니라 브리넬 경도(Hardness Brinell)라는 경도 시험법 자체를 의미합니다.

    오답 노트
    10: 압입자의 직경(mm)
    3000: 시험 하중(kg)
    341: 측정된 브리넬 경도값
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