금속재료산업기사 필기 기출문제복원 (2010-03-07)

금속재료산업기사
(2010-03-07 기출문제)

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1과목: 금속재료

1. 프레스형, 다이캐스트용 다이스 등에 사용되는 열간 금형용 합금공구강이 갖추어야 할 성능이 아닌 것은?

  1. 고온경도 및 강도가 높은 것
  2. 열충격, 열피로 및 뜨임연화 저항이 작을 것
  3. 피삭성 및 용접성이 좋을 것
  4. 내마모성이 크고 용착, 소착을 일으키지 않을 것
(정답률: 85%)
  • 열간 금형용 합금공구강은 고온에서 사용되므로 열충격, 열피로 및 뜨임연화 저항이 작으면 금형이 변형되거나 파손될 수 있기 때문에 갖추어야 할 성능이 아닙니다. 따라서 정답은 "열충격, 열피로 및 뜨임연화 저항이 작을 것"입니다.
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2. Al-Si계 합금은 주조조직에 나타나는 Si는 육각판상의 거친 결정이므로 접종시켜 조직을 미세화 시키고 경도를 개선시키는 처리를 개량처리라 한다. 다음 중 접종제가 아닌 것은?

  1. 금속 나트륨
  2. 불화알칼리
  3. 가성소다
  4. 알루미늄
(정답률: 73%)
  • 알루미늄은 접종제가 아닌 것이다. 이유는 알루미늄은 Si 결정을 미세화시키거나 경도를 개선시키는 효과가 없기 때문이다.
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3. 주철에서 접종(inoculation) 처리의 목적으로 틀린 것은?

  1. 흑연형상의 개량
  2. 기계적 성질의 향상
  3. Chill화의 방지
  4. 격자결함의 증대
(정답률: 87%)
  • 주철에서 접종 처리의 목적은 격자결함의 증대가 아니라 격자결함의 감소이다. 접종 처리는 주철 내부의 결함을 줄이고, 더 강한 구조를 형성하기 위해 추가적인 결정핵을 도입하는 과정이다. 따라서 올바른 정답은 "격자결함의 증대"이다.
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4. 황동 제품의 탈아연 부식 및 탈아연 현상에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 탈아연 현상이란 고온에서 증발에 의하여 황동 표면으로부터 Zn이 탈출되는 현상을 말한다.
  2. 탈아연 부식을 억제하기 위해서는 As, Sb, Sn 등을 첨가한 황동을 사용한다.
  3. 탈아연 부식은 고아연황동 즉 α, δ 또는 ϵ 단상합금에서 관찰할 수 있다.
  4. 탈아연 부식은 물질이 용존하는 수용액의 작용에 의하여 황동의 표면 또는 깊은 곳까지 탈아연되는 현상이다.
(정답률: 59%)
  • "탈아연 부식은 물질이 용존하는 수용액의 작용에 의하여 황동의 표면 또는 깊은 곳까지 탈아연되는 현상이다."가 틀린 설명입니다. 탈아연 부식은 고온에서 증발에 의하여 황동 표면으로부터 Zn이 탈출되는 현상을 말합니다.
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5. 냉간 가공재를 재결정온도 이상으로 가열(풀림)할 때 발생하는 현상을 순서대로 나열한 것은?

  1. 재결정→회복→결정입자의 성장
  2. 회복→결정입자의 성장→재결정
  3. 회복→재결정→결정입자의 성장
  4. 결정입자의 성장→회복→재결정
(정답률: 86%)
  • 답: "회복→재결정→결정입자의 성장"

    냉간 가공재를 재결정온도 이상으로 가열하면 먼저 회복 단계가 일어납니다. 이 단계에서는 냉간 가공으로 인해 발생한 결함이 일부 회복되며, 결함이 줄어들면서 재결정 단계로 진행됩니다. 재결정 단계에서는 결정입자가 재배열되며, 결함이 완전히 제거됩니다. 마지막으로 결정입자의 성장 단계에서는 결정입자가 성장하면서 물성이 개선됩니다.
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6. 0.2% 탄소강을 850℃에서 서냉하였을 때 펄라이트가 35%이었다면 펄라이트 중의 Fe3C는 약 몇 %인가? (단, 공석점은 약 0.8%C이며, 탄소의 최대 고용랴야은 6.67%이다.)

  1. 3%
  2. 10%
  3. 22%
  4. 75%
(정답률: 42%)
  • 펄라이트가 35%이므로, 펄라이트 중 Fe는 65%이다. 이 중에서 Fe3C가 차지하는 비율을 구해야 한다.

    Fe3C의 분자량은 55.85 + 3×12.01 = 91.88이다. 따라서 100g의 Fe3C에는 55.85g의 Fe와 3×12.01g의 C가 포함되어 있다.

    0.2% 탄소강에서 탄소의 함량은 0.2g이므로, 100g의 강에는 0.2g의 탄소가 포함되어 있다. 이 중에서 Fe3C가 차지하는 비율을 구하면 다음과 같다.

    (3×12.01) / (55.85 + 3×12.01) × 100% ≈ 3%

    따라서, 펄라이트 중 Fe3C의 비율은 약 3%이다.
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7. Cr계 스테인리스강의 취성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저온취성은 오스테나이트 강에 나타나며 페라이트 강에서는 나타나지 않는다.
  2. 475℃ 취성은 Cr 15% 이상의 강종을 370~540℃로 장시간 가열하면 취하하는 현상이다.
  3. σ취성은 815℃ 이하 Cr 42~82%의 범위에서 σ상의 취약한 금속간 화합물로 존재하여 취성을 일으킨다.
  4. 고온취성은 약 950℃ 이상에서 급랭할 때 나타나는 취성이다.
(정답률: 58%)
  • "저온취성은 오스테나이트 강에 나타나며 페라이트 강에서는 나타나지 않는다."이 틀린 것은, 저온취성은 페라이트 강에서도 나타날 수 있다는 것입니다.
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8. 분말야금(powder metallurgy)의 특징으로 틀린 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: 81%)
  • "제조과정에서 융점까지 온도를 올려야 한다."는 분말야금의 특징이 아니라 잘못된 정보입니다. 분말야금은 고온과 고압에서 분말을 압축하여 고체로 만드는 공정이기 때문에 융점까지 온도를 올리지 않습니다. 따라서 정답은 "제조과정에서 융점까지 올려야 한다."입니다.
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9. 합금강에서 합금원소의 효과에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Ni은 내식성과 내산성을 증가시킨다.
  2. Cr은 내식성 및 내마모성을 감소시킨다.
  3. W은 고온강도를 크게 한다.
  4. Mo은 뜨임메짐을 방지한다.
(정답률: 79%)
  • Cr은 내식성 및 내마모성을 감소시킨다는 설명이 틀린 것이다. Cr은 합금강에서 내식성과 내마모성을 향상시키는 효과가 있다. 이는 Cr이 산화에 대한 저항성이 높아서이다.
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10. 고망간강의 일종인 Hadfield steel의 설명으로 틀린 것은?

  1. 수인법을 이용한 강이다.
  2. 주요 조성은 0.9~1.4%, 10~15Mn%을 갖는다.
  3. 열전도성이 좋고, 열팽창계수가 작아 열변형을 일으키지 않는다.
  4. 광석ㆍ암석의 파쇄기 등 심한 충격과 마모를 받는 부품에 이용된다.
(정답률: 70%)
  • "수인법을 이용한 강이다."가 틀린 것이 아닌 올바른 설명입니다.

    Hadfield steel은 수인법을 이용하여 제조되는 고망간강으로, 주요 조성은 0.9~1.4%의 카본과 10~15%의 망간을 갖습니다. 이 강은 광석ㆍ암석의 파쇄기 등 심한 충격과 마모를 받는 부품에 이용되며, 열전도성이 좋고, 열팽창계수가 작아 열변형을 일으키지 않는 특징을 갖습니다. 따라서, "열전도성이 좋고, 열팽창계수가 작아 열변형을 일으키지 않는다."가 틀린 것입니다.
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11. 구상흑연 주철의 기지조직에 따른 형태가 아닌 것은?

  1. 페라이트(ferrite)형
  2. 펄라이트(pearlite)형
  3. 오스테나이트(austenite)형
  4. 페라이트(ferrite)+펄라이트(pearlite)형
(정답률: 75%)
  • 오스테나이트는 주철의 기지조직 중 하나로, 고온에서 형성되는 고체 용체 혼합물이다. 따라서 다른 보기들과 달리 기지조직에 따른 형태가 아니라, 주철이 고온에서 형성되는 과정에서의 형태를 나타낸다.
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12. 탄소강 중의 Si가 0.1~0.35%정도 함유되었을 때의 영향으로 옳은 것은?

  1. 용접성을 향상시킨다.
  2. 연신율 및 충격값을 증가시킨다.
  3. 인장강도 및 탄성한계를 감소시킨다.
  4. 결정립을 조대화시키고 가공성을 해친다.
(정답률: 43%)
  • Si가 0.1~0.35%정도 함유되면 결정립을 조대화시켜서 큰 결정립이 형성되어 가공성이 나빠지게 됩니다. 이는 소성강도를 증가시키지만, 인장강도 및 탄성한계를 감소시키므로 사용 용도에 따라 적절한 함유량을 선택해야 합니다.
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13. 연청동(lead bronze)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 주석청동에 납을 첨가한 것이다.
  2. 연청동은 윤활성이 우수하다.
  3. 조직의 미세화를 위하여 Ti, Zr 등을 첨가한다.
  4. 취성이 있기 때문에 베어링용 합금으로는 적합하지 않다.
(정답률: 75%)
  • "취성이 있기 때문에 베어링용 합금으로는 적합하지 않다."가 틀린 것이다. 연청동은 윤활성이 우수하고, 베어링용 합금으로도 적합하다.
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14. 다음 중 니켈(Ni)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 니켈의 격자는 조밀육방격자이다.
  2. 니켈의 비중은 약 12.8이다.
  3. 니켈은 열간 및 냉간가공을 할 수 없다.
  4. 니켈은 대기 중에 부식되지 않으나 아황산가스 분위기에는 심하게 부식된다.
(정답률: 74%)
  • 니켈은 대기 중에 부식되지 않으나 아황산가스 분위기에는 심하게 부식된다. 이는 아황산가스가 니켈과 반응하여 황화니켈을 생성하기 때문이다.
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15. 전열합금에 요구되는 특성으로 틀린 것은?

  1. 재질이나 치수의 균일성이 좋을 것
  2. 전기저항이 낮고 저항의 온도계수가 클 것
  3. 열 팽창계수가 작고 고온강도가 클 것
  4. 고온대기 중에서 산화에 견디고 사용온도가 높을 것
(정답률: 86%)
  • 전기저항이 낮고 저항의 온도계수가 클수록, 전열합금은 전기적으로 더 효율적이며, 온도 변화에 따른 전기저항의 변화가 크기 때문에 열팽창에 따른 변형을 최소화할 수 있습니다. 따라서 이러한 특성이 요구됩니다.
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16. 섬유강화금속(FRM)의 특성으로 틀린 것은?

  1. 비강도 및 비강성이 높다.
  2. 2차성형성 및 접합성이 없다.
  3. 섬유축 방향의 강도가 크다.
  4. 고온에서의 역학적 특성 및 열적안전성이 우수하다.
(정답률: 77%)
  • FRM은 섬유와 금속을 결합시켜 만든 복합재료로, 섬유의 강도와 금속의 인성을 결합시켜 비강도 및 비강성이 높습니다. 또한 섬유축 방향의 강도가 크고 고온에서의 역학적 특성 및 열적 안전성이 우수합니다. 하지만 FRM은 2차성형성 및 접합성이 없다는 특징이 있습니다. 이는 FRM이 이미 섬유와 금속이 결합된 상태이기 때문에 추가적인 형성이나 접합이 어렵다는 것을 의미합니다.
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17. 상온 또는 가열된 금속을 실린더 모양을 한 컨테이너에 넣고 한 쪽에 있는 램에 압력을 가하여 밀어 내어 봉, 관, 형재 등을 제작한 가공방법은?

  1. 전조가공
  2. 단조가공
  3. 프레스 가공
  4. 압출 가공
(정답률: 86%)
  • 압출 가공은 상온 또는 가열된 금속을 실린더 모양을 한 컨테이너에 넣고 한 쪽에 있는 램에 압력을 가하여 밀어 내어 봉, 관, 형재 등을 제작하는 가공방법이다. 따라서 이 문제의 정답은 "압출 가공"이다.
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18. 다음 중 탄소강의 5대 원소가 아닌 것은?

  1. P
  2. S
  3. Ni
  4. Mn
(정답률: 82%)
  • 정답은 "Ni"입니다. 이유는 탄소강의 5대 원소는 C(carbon), Si(silicon), Mn(manganese), P(phosphorus), S(sulfur)로 구성되어 있기 때문입니다. 따라서 "Ni"는 탄소강의 5대 원소가 아닙니다.
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19. 한번 어느 방향으로 소성변형을 가한 재료에 역방향의 하중을 가하면 전과 같은 방향으로 하중을 가한 경우보다 소성변형에 대한 저항이 감소하는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 바우싱거효과
  2. 크리프효과
  3. 재결정효과
  4. 포아송효과
(정답률: 87%)
  • 바우싱거효과는 재료에 역방향의 하중을 가하면 소성변형에 대한 저항이 감소하는 현상을 말한다. 이는 재료 내부의 결함이나 구조적인 불균일성 때문에 발생하는 것으로, 역방향 하중이 재료 내부의 결함이나 불균일성을 더욱 심화시켜 소성변형이 더욱 쉽게 일어나기 때문이다. 따라서 바우싱거효과는 재료의 내구성을 감소시키는 요인 중 하나이다.
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20. 금속의 변태 중 동소변태인 것은?

  1. AO
  2. A2
  3. Acn
  4. A4
(정답률: 78%)
  • 동소변태란 같은 원자가 여러 개 모여서 결합한 것으로, A4는 같은 원자 4개가 결합한 것이므로 동소변태에 해당한다. AO는 산화물, A2는 이원자 분자, Acn은 합금으로, 이들은 모두 동소변태가 아니다.
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2과목: 금속조직

21. 다음 중 상온상태의 결정구조가 면심입방격자(FCC)를 나타내는 원소가 아닌 것은?

  1. Cu
  2. Au
  3. Al
  4. Fe
(정답률: 63%)
  • 정답: Fe

    설명: 면심입방격자(FCC) 구조는 각 코너와 중심을 차지하는 원자들이 모두 같은 원자와 결합하는 구조를 말합니다. Cu, Au, Al은 모두 FCC 구조를 가지는 원소입니다. 하지만 Fe는 체심입방격자(BCC) 구조를 가지므로 상온상태의 결정구조가 FCC를 나타내는 원소가 아닙니다.
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22. Al-4%Cu 석출강화형 합금에서 석출강화에 영향을 주는 상은?

  1. α상
  2. β상
  3. θ상
  4. γ상
(정답률: 78%)
  • Al-4%Cu 합금에서 석출강화를 주는 상은 θ상이다. 이는 Cu 원자가 Al 행렬에서 분리되어 석출되어 형성되는 상으로, 크기와 분포에 따라 합금의 강도와 경도를 증가시킨다. 반면 α상, β상, γ상은 Al-Cu 상포화 합금에서 나타나는 상으로, 석출강화와는 직접적인 관련이 없다.
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23. 마텐자이트 변태에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고용체에 단일상이며, BCC 또는 BCT 구조를 갖는다.
  2. 오스테나이트에 고용한 용질원자 농도와 마텐자이트상의 용질원자 농도는 변화가 없다.
  3. 마텐자이트 변태를 하면 표면에 기복이 생긴다.
  4. 마텐자이트 내에는 격자결함이 존재하지 않는다.
(정답률: 65%)
  • "마텐자이트 내에는 격자결함이 존재하지 않는다."가 틀린 것이다. 마텐자이트는 고용체 변태 중 하나로, 고온에서 오스테나이트가 빠르게 냉각되어 형성된다. 이 때, 격자 구조가 변형되어 격자결함이 생기는데, 이를 통해 강도가 증가하게 된다. 따라서 마텐자이트 내에는 격자결함이 존재한다.
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24. 면심입방격자에서 단위격자에 속하는 원자수와 충전율은?

  1. 원자수 2, 충전율 68%
  2. 원자수 4, 충전율 74%
  3. 원자수 6, 충전율 68%
  4. 원자수 7, 충전율 74%
(정답률: 76%)
  • 면심입방격자는 각 면에 4개의 원자가 있으므로, 단위격자에 속하는 원자수는 4개이다. 충전율은 원자가 가진 전자 수와 전자 구성에 따라 결정되는데, 이 경우에는 4개의 원자가 모두 1개의 전자를 잃어버려 양이온 상태이므로 충전율은 74%이다. 따라서 정답은 "원자수 4, 충전율 74%"이다.
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25. 합금과정에서 규칙격자 결정을 가지게 되면 물리적, 기계적 성질은 일반적으로 어떻게 변화하는가?

  1. 전기전도도는 증가하고 연성은 감소한다.
  2. 전기전도도 및 경도가 감소한다.
  3. 전기전도도는 증가하고 경도와 강도는 감소한다.
  4. 연성은 증가하고 경도 및 전기전도도는 감소한다.
(정답률: 65%)
  • 규칙격자 결정이 형성되면 결정 내부의 결함이 줄어들어 결정의 결함 밀도가 감소하게 된다. 이는 결정 내부에서 전자의 이동이 용이해지므로 전기전도도가 증가하게 된다. 그러나 결정 내부의 결함이 줄어들면 결정의 구조가 더욱 규칙적이고 단단해지므로 연성은 감소하게 된다. 따라서 "전기전도도는 증가하고 연성은 감소한다."가 정답이다.
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26. 다결정재료의 결정립계에 의한 강화방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 결정립계에 의한 강화는 결정립 내의 슬립이 상호 간섭함으로써 발생된다.
  2. 결정립계가 많을수록 재료의 강도는 증가한다.
  3. 결정의 입도가 작아질수록 재료의 강도는 증가한다.
  4. Hall-Petch식에 의하면 결정질 재료의 결정립의 크기가 작아질수록 재료의 강도는 감소한다.
(정답률: 75%)
  • "결정립계에 의한 강화는 결정립 내의 슬립이 상호 간섭함으로써 발생된다."는 맞는 설명이다.

    하지만 "결정립계가 많을수록 재료의 강도는 증가한다."와 "결정의 입도가 작아질수록 재료의 강도는 증가한다."는 틀린 설명이다.

    실제로는 Hall-Petch식에 의하면 결정질 재료의 결정립의 크기가 작아질수록 재료의 강도는 증가한다는 것이 아니라, 결정질 재료의 결정립의 크기가 일정 크기 이하로 작아질 경우에만 강도가 증가하고, 그 이상으로 작아질 경우에는 오히려 강도가 감소한다는 것이다. 이는 결정립의 크기가 작아질수록 결정 내부에서 발생하는 슬립이 쉽게 일어나지 않아 결정 내부의 변형이 어려워지기 때문이다.
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27. 전율고용체 A, B 합금에서 강도 및 경도가 최대로 되는 경우는?

  1. 양성분 금속의 원자가 A10% : B90% 비율로 혼합될 때
  2. 양성분 금속의 원자가 A10% : B70% 비율로 혼합될 때
  3. 양성분 금속의 원자가 A10% : B50% 비율로 혼합될 때
  4. 양성분 금속의 원자가 A10% : B30% 비율로 혼합될 때
(정답률: 47%)
  • 전율고용체 합금에서 강도 및 경도가 최대로 되는 경우는 양성분 금속의 원자가 A10% : B50% 비율로 혼합될 때이다. 이는 전율고용체 합금에서 A와 B 원자가 서로 균일하게 분포하면서도 최대한 많은 결정핵이 형성되기 때문이다. A10% : B50% 비율로 혼합하면 A와 B 원자가 서로 균일하게 분포하면서도 결정핵이 많이 형성되어 강도와 경도가 최대로 나타나게 된다.
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28. 치환형 고용체에서 용질원자가 용매원자의 치환이 난잡하게 일어날 때 고용체의 격자정수의 값은 용질원자의 농도에 비례하는 법칙을 무엇이라 하는가?

  1. 베가드의 법칙
  2. 후크의 법칙
  3. 보일의 법칙
  4. 샤를의 법칙
(정답률: 64%)
  • 베가드의 법칙은 치환형 고용체에서 용질원자와 용매원자의 치환 작용이 난잡하게 일어날 때, 고용체의 격자정수의 값이 용질원자의 농도에 비례하는 법칙을 말한다. 이는 용질원자가 용매원자와 치환될 때, 격자정수가 변화하면서 용질원자의 농도에 영향을 미치기 때문이다. 따라서 이 법칙은 용질원자의 농도와 고용체의 격자정수의 관계를 설명하는 중요한 법칙 중 하나이다.
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29. 침입형 고용체의 결함으로 공격자점과 격자간원자는 어떤 결함에 해당하는가?

  1. 면결함
  2. 선결함
  3. 점결함
  4. 체적결함
(정답률: 72%)
  • 공격자점과 격자간원자는 모두 점 결함에 해당한다. 이는 침입형 고용체의 결함으로 인해 발생하는 것으로, 결함이 점 형태로 나타나기 때문이다.
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30. 불규칙에서 규칙상이 되면 일반적으로 단위격자가 커지는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 초격자
  2. 규칙격자
  3. 감마격자
  4. 불규칙격자
(정답률: 56%)
  • 초격자는 불규칙한 패턴에서 규칙적인 패턴으로 변화할 때, 단위격자의 크기가 더 커지는 현상을 말합니다. 이는 규칙적인 패턴에서는 단위격자의 크기가 일정하게 유지되는 것과 대조적입니다. 따라서, 불규칙격자에서 규칙격자로 변화할 때 초격자가 발생하게 됩니다.
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31. 다음의 그림 중 전율고용체 형태의 합금 상태도가 아닌 것은?

(정답률: 74%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 전율고용체는 고체 상태에서도 분자들이 서로 이동하며 유동성을 가지는 상태이다. 따라서 전율고용체 형태의 합금은 항상 액체 상태이어야 하며, ""는 고체 상태이기 때문에 전율고용체 형태의 합금 상태도가 아니다.
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32. 다음 중 결정립 형성에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, G는 결정성장속도, N은 핵발생속도, f는 상수이다.)

  1. 결정립의 대소는 로 표현된다.
  2. 금속은 순도가 높을수록 결정립의 크기가 작은 경향이 있다.
  3. G가 N보다 빨리 증대할 경우 결정립이 큰 것을 얻는다.
  4. N이 G보다 빨리 증대할 경우 결정립이 미세한 것을 얻을 수 있다.
(정답률: 80%)
  • G가 N보다 빨리 증대할 경우 결정립이 큰 것을 얻는다는 설명이 틀린 것이다.

    금속은 순도가 높을수록 결정립의 크기가 작은 경향이 있는 이유는, 순도가 높을수록 결정핵의 수가 적어지기 때문이다. 결정핵의 수가 적으면 각 결정핵마다 더 많은 양의 물질이 축적되어 결정립의 크기가 작아진다. 따라서, f는 일정하고 N이 작을수록 결정립의 크기는 작아진다.

    결정립의 대소는 로 표현되며, 이 식에서 G는 결정성장속도, N은 핵발생속도, f는 상수이다. N이 G보다 빨리 증대할 경우 결정립이 미세한 것을 얻을 수 있다.
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33. 정삼각형의 각 정점으로부터 대변에 평행으로 10 또는 100등분하고 삼각형 내의 어느 점의 농도를 알려면 그 점으로부터 대변에 내린 수선의 길이를 읽으면 되는 삼각형법은?

  1. Linz's 삼각법
  2. Lever relating 삼각법
  3. Cottrell 삼각법
  4. Gibb's 삼각법
(정답률: 83%)
  • Gibb's 삼각법은 삼각형 내의 어느 점의 농도를 알기 위해 그 점으로부터 대변에 내린 수선의 길이를 읽는 삼각법이다. 이 방법은 다른 삼각법과 달리 간단하고 직관적이며, 계산이 쉽다는 장점이 있다. 따라서 이 방법이 가장 많이 사용되고 있는 것으로 알려져 있다. 다른 보기들은 이와 다른 방법들이다.
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34. 탄성계수가 큰 재료의 특징으로 틀린 것은?

  1. 융점이 높다.
  2. 강성(剛性)이 크다.
  3. 전기저항도가 크다.
  4. 원자의 결하에너지가 크다.
(정답률: 49%)
  • 탄성계수가 큰 재료는 외부의 충격이나 변형에 대해 덜 변형되고 더 빠르게 원래의 모양으로 돌아올 수 있는 능력이 높은 재료이다. 따라서 강성이 크고 융점이 높은 특징을 가지고 있으며, 원자의 결합에너지가 크다는 것은 분자 간의 결합이 강하다는 것을 의미한다. 하지만 전기저항도가 크다는 것은 전기가 잘 통하지 않는다는 것을 의미하므로, 탄성계수가 큰 재료의 특징으로는 옳지 않다.
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35. 다음 중 응고 시 체적 팽창을 나타내는 것은?

  1. Sn
  2. Bi
  3. Pb
  4. Zn
(정답률: 54%)
  • 응고 시 체적 팽창은 Bi(비스무트)에서 나타납니다. 이는 Bi가 고체 상태에서 액체 상태로 변할 때 체적이 확대되기 때문입니다. 다른 보기인 Sn(주석), Pb(납), Zn(아연)은 응고 시 체적 축소를 나타내는 반면, Bi는 예외적으로 체적 팽창을 보입니다.
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36. Fe의 단결점이 가장 자화하기 쉬운 방향은?

  1. [111]방향
  2. [001]방향
  3. [010]방향
  4. [100]방향
(정답률: 59%)
  • Fe의 결정구조는 바디센터드 큐브(BCC) 구조를 가지고 있으며, 이 구조에서 [100] 방향은 큐브 대각선 방향으로 자화하기 쉬운 방향입니다. 이는 큐브 대각선 방향으로 원자들이 배열되어 있기 때문입니다. 따라서 Fe의 단결점이 가장 자화하기 쉬운 방향은 [100] 방향입니다.
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37. 2성분계 합금상태도에서 편정반응을 나타내는 식은? (단, 반응식에서 L, L1, L2은 액상이며, α, β, γ는 고상을 나타낸다.)

  1. L⇆α+3
  2. L1⇆α+L2
  3. L⇆β+γ
  4. β⇆α+L
(정답률: 69%)
  • 편정반응은 고체와 액체 사이에서 일어나는 반응으로, 액체 상태인 두 성분이 고체로 변화하는 반응을 말한다. 따라서, 액체 L1과 L2가 고체 상태인 α로 변화하는 반응을 나타내는 식이 편정반응을 나타내는 식이 된다. 따라서, 정답은 "L1⇆α+L2"이다.
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38. 한 용매금속에 다른 용질금속이 용해 혼합되어 물리적, 기계적 방법으로 식별하기가 어렵고, 액체의 상태가 응고후에도 그대로 나타나는 상태를 무엇이라고 하는가?

  1. 고용체
  2. 공석체
  3. 공정체
  4. 편정체
(정답률: 64%)
  • 고용체는 한 용매금속에 다른 용질금속이 용해 혼합되어 물리적, 기계적 방법으로 식별하기가 어렵고, 액체의 상태가 응고후에도 그대로 나타나는 상태를 말한다. 이는 용매와 용질이 서로 미세하게 혼합되어 분자 구조가 균일하게 형성되기 때문에 발생한다. 따라서 고용체는 응고 후에도 용질이 균일하게 분포되어 있어서 분리가 어렵다.
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39. 금속의 응고과정에서 고상의 자유에너지 변화에 대한 설명으로 틀린 것은? (단. ro는 임계핵의 반지름, r은 고상의 반지름, Ev은 체적 자유에너지, Es는 계면 자유에너지이다.)

  1. r＜ro인 경우에는 반지름이 증가함에 따라 자유 에너지는 감소한다.
  2. ro이하 크기의 고상입자를 엠브리오(embryo)라 한다.
  3. ro이상 크기의 고상을 결정의 햇(nucleus)이라 한다.
  4. 고상의 전체 자유에너지의 변화는 E=Es-Ev로 표시된다.
(정답률: 65%)
  • "r＜ro인 경우에는 반지름이 증가함에 따라 자유 에너지는 감소한다."라는 설명이 틀린 것이다. 실제로는 r＜ro인 경우에는 반지름이 증가함에 따라 자유 에너지는 증가한다. 이는 엠브리오가 형성될 때 계면 자유에너지가 증가하기 때문이다.
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40. 다음 그림에서 사선으로 표시한 면의 지수로 옳은 것은?

  1. (111)면
  2. (101)면
  3. (110)면
  4. (011)면
(정답률: 76%)
  • (110)면은 그림에서 두 개의 단위셀을 가로지르는 면으로, 이 두 개의 단위셀은 각각 x, y, z축과 각각 2개의 원자를 가지고 있기 때문에 면의 지수는 2x2=4가 된다. 따라서 정답은 "(110)면"이다. (111)면과 (011)면은 각각 한 개의 단위셀을 가로지르기 때문에 면의 지수는 2x1=2가 되고, (101)면은 한 개의 단위셀과 한 개의 반 단위셀을 가로지르기 때문에 면의 지수는 2x1.5=3이 된다.
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3과목: 금속열처리

41. 고온 가스 침탄법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 침탄 시간이 짧다.
  2. 탄소 농도 구배가 완만하다.
  3. 높은 온도에서 처리되므로 결정립 성장을 일으키지 않는다.
  4. 로의 내화물, 라디안트 튜브, 트레이 등의 열화를 촉진한다.
(정답률: 68%)
  • 고온 가스 침탄법은 높은 온도에서 처리되므로 결정립 성장을 일으키지 않는다. 이는 고온에서 분자들이 더 자유롭게 움직이기 때문에 결정화가 일어나지 않는 것이다. 따라서, 이 방법은 빠른 침탄 시간과 완만한 탄소 농도 구배를 가지며, 내화물, 라디안트 튜브, 트레이 등의 열화를 촉진한다.
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42. 베릴륨 청동의 열처리 방법과 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 310~330℃에서 2~2.5시간 재결정 어닐링을 실시하여 고용강화를 한다.
  2. 인장강도와 항복점이 높아 고온 및 부식 환경에 있는 스프링 접촉자에 사용된다.
  3. 소정의 온도에서 담금질하면 이 고용체의 단상 또는 α+β의 2상 혼합체가 된다.
  4. 전기 전도도가 좋고, 내식성이 좋으며 열처리에 의해서 탄성한도가 높아진다.
(정답률: 50%)
  • "310~330℃에서 2~2.5시간 재결정 어닐링을 실시하여 고용강화를 한다."가 틀린 것은 아니다.

    베릴륨 청동은 소정의 온도에서 담금질하면 이 고용체의 단상 또는 α+β의 2상 혼합체가 된다. 이 때, 고용체는 열처리에 의해서 탄성한도가 높아지며, 인장강도와 항복점이 높아 고온 및 부식 환경에 있는 스프링 접촉자에 사용된다. 또한, 전기 전도도가 좋고, 내식성이 좋다. 따라서 베릴륨 청동은 고강도 및 내식성이 요구되는 분야에서 사용된다.

    그리고 베릴륨 청동의 열처리 방법 중 하나인 재결정 어닐링은 고용강화를 위해 실시된다. 이 때, 310~330℃에서 2~2.5시간 동안 열처리를 하게 되면 고용체가 재결정되어 탄성한도가 높아지고, 인장강도와 항복점이 더욱 높아지게 된다. 따라서 재결정 어닐링은 베릴륨 청동의 강도를 높이는 중요한 열처리 방법 중 하나이다.
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43. 침탄온도 871℃로 8시간 침탄할 때 생성되는 침탄층의 깊이를 해리스(Harris)의 계산식에 의하여 계산한 침탄층의 깊이는 약 몇 mm인가? (단, 온도에 따른 확산정수는 0.457이다.)

  1. 0.8
  2. 1.3
  3. 1.6
  4. 2.1
(정답률: 48%)
  • 해리스의 계산식은 다음과 같다.

    D = 2√(Dt)

    여기서 D는 침탄층의 깊이, t는 침탄 시간, D는 확산계수이다.

    확산계수 D는 다음과 같이 구할 수 있다.

    D = D0exp(-Q/RT)

    여기서 D0는 확산계수 상수, Q는 활성화 에너지, R은 기체상수, T는 절대온도이다.

    주어진 문제에서는 온도에 따른 확산계수가 0.457로 주어졌으므로, D0, Q, R은 상수로 간주할 수 있다.

    따라서, D를 구하기 위해서는 온도 T가 필요하다. 주어진 문제에서는 침탄온도가 871℃이므로, 이를 켈빈 온도로 변환하여 계산한다.

    T = 871 + 273 = 1144 K

    활성화 에너지 Q는 일반적으로 100-200 kJ/mol 범위 내에서 변화하므로, 여기서는 150 kJ/mol로 가정한다.

    따라서,

    D = 0.457exp(-150000/(8.314×1144)) = 1.3×10^-7 m^2/s

    침탄 시간 t는 8시간이므로, t = 8×3600 = 28800 s이다.

    따라서,

    D = 2√(Dt) = 2√(1.3×10^-7×28800) ≈ 1.3 mm

    따라서, 정답은 "1.3"이다.
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44. Y합금이나 알팩스-β 합금과 같이 강도, 항복강도 및 경도 등이 최고인 Al 합금으로 고온 가공에서 냉각 후 인공 시료 경화처리한 것이란 뜻의 질별 기호로 옳은 것은?

  1. T3
  2. T4
  3. T5
  4. T6
(정답률: 50%)
  • 정답은 "T5"입니다. T5는 Al 합금을 냉각 후 인공 시료 경화처리한 것으로, 강도, 항복강도 및 경도 등이 최고인 Al 합금입니다. T3는 냉각 후 인공 시료 경화처리하지 않은 Al 합금, T4는 냉각 후 인공 시료 경화처리한 것이지만 T5보다는 강도가 낮은 Al 합금입니다. T6는 T5보다 더 높은 강도를 가진 Al 합금으로, 더 높은 열처리 과정을 거친 것입니다.
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45. 담금질(quenching)시 균열이나 비틀림의 방지대책이 옳은 것끼리 짝지어진 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉡, ㉢
  3. ㉢, ㉣
  4. ㉠, ㉣
(정답률: 86%)
  • 담금질은 금속을 빠르게 냉각시켜 단단하게 만드는 과정이지만, 이로 인해 금속 내부의 응력이 발생하여 균열이나 비틀림이 발생할 수 있습니다. 따라서 이를 방지하기 위해 다양한 대책이 취해집니다.

    ㉠과 ㉡은 모두 담금질 후에 열처리를 하는 방법으로, 열처리를 통해 금속 내부의 응력을 완화시켜 균열이나 비틀림을 방지합니다. 하지만 이 방법은 추가적인 비용과 시간이 소요되므로 선택적으로 사용됩니다.

    ㉡과 ㉢는 모두 담금질 시 냉각속도를 조절하여 응력을 완화시키는 방법으로, 느리게 냉각시키면 균열이나 비틀림이 발생할 가능성이 높아지고, 빠르게 냉각시키면 내부 응력이 커져 균열이나 비틀림이 발생할 가능성이 높아집니다. 따라서 적절한 냉각속도를 선택하여 응력을 완화시키는 것이 중요합니다.

    ㉢과 ㉣은 모두 담금질 후에 금속을 가열하여 다시 냉각시키는 방법으로, 이를 통해 금속 내부의 응력을 완화시키고 균열이나 비틀림을 방지합니다. 이 방법은 비교적 간단하고 효과적이므로 많이 사용됩니다. 따라서 정답은 "㉢, ㉣"입니다.
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46. 다음 중 화염경화처리의 특징으로 옳은 것은?

  1. 부품의 크기나 형상에 제한이 많다.
  2. 국부적인 담금질은 불가능하다.
  3. 담금질 깊이의 조절이 가능하다.
  4. 담금질 변형은 없으나. 내마모성이 떨어진다.
(정답률: 63%)
  • 화염경화처리는 부품의 표면을 열로 가열하여 표면을 담금질시키는 방법이다. 이 방법은 열에 의해 부품의 표면이 녹아 담금질되기 때문에 부품의 크기나 형상에 제한이 많다. 하지만 열의 강도를 조절함으로써 담금질 깊이를 조절할 수 있기 때문에 담금질 깊이의 조절이 가능하다.
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47. 냉각시의 A3변태(Ar3)를 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 탄소 함유량이 증가하면 A3변태온도는 저하한다.
  2. 순철에서는 δ상이 Y상으로 변태하는 온도이다.
  3. HCP에서 FCC로의 격자 변화가 일어나는 변태이다.
  4. 723~1495℃의 온도 범위에서 일어나는 변태이다.
(정답률: 45%)
  • "탄소 함유량이 증가하면 A3변태온도는 저하한다."는 탄소가 철과 합쳐져서 카르보나이트를 형성하면 철의 결정구조가 바뀌어서 A3변태온도가 낮아지기 때문이다. 카르보나이트가 많아지면 A3변태온도는 더욱 낮아진다.
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48. 다음 중 분위기 열처리에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 중성가스에는 수소, 암모니아 등이 있다.
  2. 발열형 가스의 원료 가스는 메탄, 프로판 등이 있다.
  3. 암모니아 가스를 고온으로 가열하면 2NH3⇆N2+3H2가 된다.
  4. 발열형 가스의 변성 반을은 완전 연소(이상연소)시 이산화탄소, 질소 및 수증기로 된다.
(정답률: 60%)
  • "중성가스에는 수소, 암모니아 등이 있다."가 틀린 설명입니다.

    중성가스는 주로 질소와 이산화탄소로 이루어져 있습니다. 수소와 암모니아는 열처리 과정에서 발생하는 가스 중 일부이지만, 중성가스의 주성분은 아닙니다.
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49. 고속도 공구강(SKH)의 열처리에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고속도 공구강의 담금질 온도는 약 1200~1280℃정도이다.
  2. 고속도 공구강의 탬퍼링 온도는 약 540~580℃정도이다.
  3. 일반적으로 담금질 온도가 높으면 고용량의 감소로 2차 경화 정도가 낮아진다.
  4. 퀜칭 시 탄화물의 고용에 의해 기지에 C, Cr, W, Mo, V등의 원소가 다량 고용하여 탬퍼링시 미세한 탄화물로 석출하여 2차 경화 현상을 일으킨다.
(정답률: 56%)
  • "일반적으로 담금질 온도가 높으면 고용량의 감소로 2차 경화 정도가 낮아진다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 담금질 온도가 높을수록 강의 구조가 더 고르게 형성되어 경화 정도가 낮아지기 때문이다.
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50. 다음 중 수용액에서 퀜칭시 냉각속도가 가장 빠른 단계는?

  1. 복사단계
  2. 비등단계
  3. 대류단계
  4. 증기막 형성단계
(정답률: 81%)
  • 정답은 "비등단계"입니다. 이유는 비등단계에서는 수용액의 온도가 급격히 떨어지면서 냉각속도가 가장 빨라지기 때문입니다. 비등단계는 수용액의 온도가 포화상태에 도달하여 증기가 생성되는 단계로, 이 단계에서는 열이 효과적으로 전달되어 냉각속도가 빨라집니다.
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51. 다음 구조용 합금강 중 탬퍼링 취성을 일으키기 쉬운 강종은?

  1. Ni-Cr강
  2. Ni강
  3. Cr강
  4. Cr-Mo강
(정답률: 58%)
  • Ni-Cr강은 크롬과 니켈의 함량이 높아 탬퍼링 취성을 일으키기 쉽습니다. 탬퍼링 취성은 강을 가열한 후 빠르게 냉각하여 강의 경도를 높이는 과정으로, 이 과정이 쉽게 일어나는 Ni-Cr강은 구조용 합금강 중에서 탬퍼링 취성을 일으키기 쉬운 강종입니다.
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52. 고주파 유도 가열 경화법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 생산공정에 열처리 공정의 편입이 가능하다.
  2. 피가열물의 스트레인(strain)을 최소한으로 억제할 수 있다.
  3. 표면부분에 에너지가 집중하므로 가열시간을 단축시킬 수 있다.
  4. 전류가 표면에 집중되어 표피효과(skin effect)가 작다.
(정답률: 75%)
  • 전류가 표면에 집중되어 표피효과(skin effect)가 작다는 설명이 틀립니다. 고주파 유도 가열은 전류가 표면에 집중되어 표피효과가 크게 일어나는 특징이 있습니다. 이는 고주파 전류가 전기적으로 전도성이 높은 표면부분을 따라 흐르기 때문입니다. 따라서, 고주파 유도 가열을 사용할 때는 이러한 표피효과를 고려하여 적절한 가열 시간과 전류를 조절해야 합니다.
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53. 강이 고온에서 열처리되어 탈탄이 되었을 경우 일어나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 내피로강도를 증가시킨다.
  2. 탈탄층에는 펄라이트 조직이 발달한다.
  3. 표면에 인장응력이 발생하여 변형되거나 크랙의 원인이 된다.
  4. 결정이 미세화되어 기계적 성질이 향상된다.
(정답률: 73%)
  • 탈탄은 강의 열처리 과정 중 하나로, 고온에서 강을 빠르게 냉각하여 강의 성질을 개선하는 과정입니다. 이 때 강의 표면에 인장응력이 발생하여 변형되거나 크랙의 원인이 됩니다. 따라서 정답은 "표면에 인장응력이 발생하여 변형되거나 크랙의 원인이 된다."입니다.
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54. 다음의 열처리 방법 중 취성이 가장 많이 발생하는 열처리 방법은?

  1. 불림(Normalizing)
  2. 풀림(Annealing)
  3. 뜨임(Tempering)
  4. 담금질(Quenching)
(정답률: 71%)
  • 담금질(Quenching)은 급속 냉각을 통해 금속을 경화시키는 열처리 방법으로, 급격한 온도 변화로 인해 금속 내부의 구조가 변화하면서 취성이 발생하기 때문에 가장 많이 발생하는 열처리 방법입니다.
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55. 과공석강을 완전풀림(full annealing)하여 얻을 수 있는 조직으로 옳은 것은?

  1. 시멘타이트+오스테나이트
  2. 오스테나이트+레데뷰라이트
  3. 시멘타이트+층상 펄라이트
  4. 페라이트+층상 펄라이트
(정답률: 77%)
  • 과공석강을 완전풀림하여 얻을 수 있는 조직은 "시멘타이트+층상 펄라이트"입니다. 이는 과공석강의 초기 조직인 페라이트가 모두 시멘타이트로 변화하고, 이후에 층상 펄라이트가 형성되기 때문입니다. 시멘타이트는 경도가 높고 깨끗한 조직을 가지며, 층상 펄라이트는 인성이 높은 조직을 가지기 때문에 고강도와 고인성을 모두 갖출 수 있습니다.
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56. 다음 중 A1 변태점 이상에서 가열하는 열처리 방법이 아닌 것은?

  1. 풀림(Annealing)
  2. 불림(Normalizing)
  3. 담금질(Quenching)
  4. 뜨임(Tempering)
(정답률: 73%)
  • 뜨임(Tempering)은 A1 변태점 이하에서 가열하는 열처리 방법으로, 경도를 낮추고 인성을 높이는 목적으로 사용된다. 따라서 정답은 "담금질(Quenching)"이다. 담금질은 A1 변태점 이상에서 가열한 후 빠르게 냉각하여 경도를 높이는 열처리 방법이다.
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57. 담금질에 따른 용적의 변화가 가장 큰 조직은?

  1. 마텐자이트
  2. 펄라이트
  3. 오스테나이트
  4. 베이나이트
(정답률: 78%)
  • 마텐자이트는 담금질에 의해 용적이 크게 변화하는 조직 중 가장 큰 변화를 보이는데, 이는 담금질 과정에서 고온에서 빠르게 냉각되어 형성되기 때문입니다. 이로 인해 마텐자이트는 다른 조직에 비해 더욱 단단하고 더욱 높은 강도를 가지게 됩니다.
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58. 다음 중 연속로의 형태가 아닌 것은?

  1. 퓨셔형(pusher type)
  2. 컨베이어형(conveyor type)
  3. 상형(box type)
  4. 로상 진동형로
(정답률: 77%)
  • "로상 진동형로"가 연속로의 형태가 아닙니다.

    "상형(box type)"은 제품이 상자 모양의 형태로 이동하는 형태의 연속로입니다. 제품이 상자 안에 들어가 있기 때문에 보호가 잘 되며, 대부분 자동화된 작업에 적합합니다.
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59. 회주철의 절삭성을 양호하게 하여 백선부분의 제거 및 연성을 향상시키기 위한 열처리 방법은?

  1. 담금질
  2. 연화 풀림
  3. 저온 뜨임
  4. 응력제거 담금질
(정답률: 74%)
  • 회주철은 절삭성이 높은 재질로, 백선부분의 제거 및 연성을 향상시키기 위해서는 열처리가 필요합니다. 이 중에서 연화 풀림은 회주철의 결정구조를 변화시켜 연성을 향상시키는 방법입니다. 연화 풀림은 고온에서 회주철을 가열하여 결정구조를 불규칙하게 만들어주고, 이후 빠른 냉각을 통해 결정구조를 고정시킵니다. 이 과정을 통해 회주철의 절단면이 부드러워지고, 백선부분의 제거 및 연성이 향상됩니다. 따라서, 정답은 "연화 풀림"입니다.
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60. 구상흑연주철의 열처리 및 그 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연화 풀림 중 제2단계 흑연화 처리는 기지 조직을 페라이트로하여 연성을 높이는 처리이다.
  2. 구상흑연 주철에서 기지가 페라이트인 것은 Si가 낮을수록 확산이 느리다.
  3. 구상흑연 주철의 뜨임취성온도는 약 450~550℃정도이다.
  4. 구상흑연 주철은 보통 주철에 비하여 탄소의 확산이 빠르다.
(정답률: 60%)
  • "구상흑연 주철에서 기지가 페라이트인 것은 Si가 낮을수록 확산이 느리다."가 틀린 것이다. Si가 낮을수록 확산이 빠르다. 이는 Si가 적을수록 탄소와의 결합이 강해지기 때문이다.
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4과목: 재료시험

61. 안전보건교육의 단계별 교육과정 중 지식교육, 기능교육, 태도교육 중 태도교육 내용에 해당되는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 안전규정 숙지를 위한 교육
  2. 전문적 기술 및 안전기술 기능
  3. 작업동작 및 표준작업방법의 습관화
  4. 안전의식의 향상 및 안전에 대한 책임감 주입
(정답률: 62%)
  • 안전보건교육의 단계별 교육과정 중 태도교육은 안전의식의 향상 및 안전에 대한 책임감 주입이 해당된다.

    작업동작 및 표준작업방법의 습관화는 기능교육에 해당된다. 이는 전문적 기술 및 안전기술 기능을 습득하고, 작업을 안전하게 수행하기 위한 표준작업방법을 익히는 것이다. 이를 통해 안전한 작업 습관을 형성하게 된다.

    따라서, 정답은 "안전의식의 향상 및 안전에 대한 책임감 주입"이다.
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62. 로크웰 경도시험기에서 다이아몬드 원추 누르개의 각도와 끝부위의 곡률 반지름은 몇 mm인가?

  1. 105°, 0.05mm
  2. 116°, 0.10mm
  3. 120°, 0.20mm
  4. 136°, 0.50mm
(정답률: 71%)
  • 로크웰 경도시험기에서 다이아몬드 원추 누르개는 120° 각도로 설계되어 있으며, 끝부위의 곡률 반지름은 0.20mm입니다. 이는 로크웰 경도시험기에서 표준적으로 사용되는 다이아몬드 원추 누르개의 사양이기 때문에, 정답은 "120°, 0.20mm"입니다. 다른 보기들은 이와 다른 각도와 곡률 반지름을 가지고 있기 때문에 정답이 될 수 없습니다.
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63. 최대하중이 5652kg이고, 인장강도가 25kgf/mm2인 봉상의 인장시험편의 지름은 약 몇 mm인가?

  1. 8mm
  2. 10mm
  3. 13mm
  4. 17mm
(정답률: 36%)
  • 최대하중은 인장강도와 단면적에 비례하므로, 다음과 같은 공식을 이용할 수 있다.

    최대하중 = 인장강도 × 단면적

    단면적 = 최대하중 ÷ 인장강도

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    단면적 = 5652kg ÷ 25kgf/mm2 ≈ 226.08mm2

    따라서, 지름을 구하기 위해서는 단면적을 반지름의 제곱으로 나누어야 한다.

    반지름2 = 단면적 ÷ π ≈ 226.08mm2 ÷ 3.14 ≈ 71.96mm2

    반지름 ≈ √71.96mm2 ≈ 8.48mm

    따라서, 지름은 반지름의 2배인 약 17mm가 된다.
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64. 다음 중 비파괴검사의 목적이 아닌 것은?

  1. 제품에 대한 신뢰성 향상
  2. 비파괴 시험기의 결함 발견
  3. 제조기술 개선 및 제품의 수명연장
  4. 불량률 감소에 따른 생산원가 절감
(정답률: 77%)
  • 비파괴검사의 목적은 제품에 대한 신뢰성 향상, 제조기술 개선 및 제품의 수명연장, 불량률 감소에 따른 생산원가 절감입니다. 따라서 비파괴 시험기의 결함 발견은 비파괴검사의 목적이 아닙니다. 비파괴검사는 제품의 결함을 발견하고 제품의 품질을 보장하기 위한 검사 방법입니다.
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65. 다음 중 굽힘시험에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 굽힘균열시험으로 재료의 전성, 연성, 균열의 유무를 알 수 있다.
  2. 보통 굽힘시험에서 알 수 있는 비례한계는 명확하지 않다.
  3. 주철의 단면강도는 보통 파단계수로서 크기를 정한다.
  4. 굽힘파단계수는 인장강도에 비례하므로 단면형상과는 관계없다.
(정답률: 63%)
  • "굽힘파단계수는 인장강도에 비례하므로 단면형상과는 관계없다."가 틀린 설명이다. 굽힘파단계수는 단면형상과 굽힘모멘트에 따라 달라지기 때문에 인장강도 외에도 단면형상이 영향을 미친다. 따라서, 단면형상이 굽힘파단계수에 영향을 미치는 것은 맞다.
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66. 자분탐상법에서 사용되는 자화전류의 종류가 아닌 것은?

  1. 잔류
  2. 교류
  3. 직류
  4. 맥류
(정답률: 56%)
  • 잔류는 자분탐상법에서 사용되는 자화전류의 종류가 아닙니다. 자화전류는 전류의 방향이 일정하지 않고 변하는 교류와 달리, 일정한 방향으로 흐르는 직류와 맥류, 그리고 자기장이 사라진 후에도 일정 시간 동안 남아있는 잔류 자화전류로 구분됩니다. 따라서 "잔류"가 정답입니다.
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67. 다음 중 방사선투과검사에서 사용되는 방사성동위원소의 반감기가 가장 긴 것은?

  1. Tm-170
  2. Ir-192
  3. Cs-137
  4. Co-60
(정답률: 64%)
  • Cs-137의 반감기는 약 30년으로, 다른 세 가지 동위원소보다 훨씬 길다. 따라서 Cs-137은 방사선투과검사에서 오랜 기간 동안 사용될 수 있으며, 검사 결과의 정확성과 안전성을 보장할 수 있다.
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68. 마모시험에서 내마모성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 거칠기가 크면 접촉이 나쁘며 응착이 커져 긁힘마모가 쉽다.
  2. 재료의 표면경도가 높으면 접촉점의 변형이 적고 마모에 강하다.
  3. 마찰열의 방출이 늦을수록 내마모성이 좋다.
  4. 표면 산화피막은 응착을 막을 정도의 것이 좋으며 취약하고 탈락이 쉬우면 마모가 크다.
(정답률: 63%)
  • "마찰열의 방출이 늦을수록 내마모성이 좋다."는 틀린 설명입니다. 실제로는 마찰열이 방출되는 것이 빠를수록 내마모성이 좋습니다. 이는 마찰열이 방출되면서 마찰 표면의 온도가 낮아져서 마모가 줄어들기 때문입니다.
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69. 금속재료 현미경 조직시험에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 시편채취 및 제작에서 절단시 발생되는 열에 의해 조직이나 기계적 성질이 변화되므로 조심스럽게 절단하여야 한다.
  2. 시편은 부식시킬 때 산고 알칼리류 시약의 취급은 환기가 잘 되는 배기장치 속에서 실시하며 시험자의 피부나 신체에 묻지 않게 노력한다.
  3. 현미경 조직사진 촬영시 미세한 진동이 없도록 하며, 가능한 카메라 셔터(Camera Shutter)의 진동도 없도록 주의한다.
  4. 현미경 조직사진의 현상 및 인화에 사용된 약품들은 사용 후 변질의 우려가 있으므로 시험이 끝난 후 하수구로 흘려버리는 것이 좋다.
(정답률: 77%)
  • 현미경 조직사진의 현상 및 인화에 사용된 약품들은 사용 후 변질의 우려가 있으므로 시험이 끝난 후 하수구로 흘려버리는 것이 좋다는 설명이 틀린 것이다. 이는 환경오염을 일으킬 수 있으므로, 사용된 약품들은 적절한 방법으로 처리되어야 한다.
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70. 부식액에 시편을 침지하여 부식시켜서 조직이 잘 나타나지 않을 때 면봉 등으로 시편표면을 닦아 내면서 부식 시키는 방법은?

  1. Deep부식
  2. 전해부식
  3. Wipe부식
  4. 가열부식
(정답률: 78%)
  • Wipe부식은 부식액에 시편을 침지하여 부식시켜서 조직이 잘 나타나지 않을 때 면봉 등으로 시편표면을 닦아 내면서 부식 시키는 방법이다. 즉, 시편표면을 닦아내면서 부식을 진행하기 때문에 조직이 잘 나타나지 않는 경우에 유용하게 사용된다.
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71. 금속재료의 파괴원인 중 화학적인 현상에 해당되는 것은 어느 것인가?

  1. 충격에 의한 파괴
  2. 마모에 의한 파괴
  3. 피로에 의한 파괴
  4. 부식에 의한 파괴
(정답률: 81%)
  • 부식에 의한 파괴는 금속재료가 환경과 상호작용하면서 발생하는 화학적인 현상으로, 금속 표면에 산화나 화학적 반응이 일어나면서 금속이 부식되고 파괴되는 것을 말합니다. 이는 금속재료의 내구성을 감소시키는 중요한 원인 중 하나입니다.
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72. 하중을 제거하면 소성변형이 되지 않고 원상태로 복위하는 범위는?

  1. 항복점
  2. 극한강도
  3. 비례한계
  4. 탄성한계
(정답률: 75%)
  • 탄성한계는 물체가 일정 범위 내에서 하중을 받았을 때, 소성변형이 발생하지 않고 원래의 형태로 복원되는 최대 범위를 말합니다. 따라서 하중을 제거하면 소성변형이 되지 않고 원상태로 복위하는 범위는 탄성한계입니다. 항복점은 물체가 일정 범위 내에서 변형이 일어나기 시작하는 지점, 비례한계는 탄성변형과 소성변형이 섞여 일어나는 지점, 극한강도는 물체가 파괴되는 지점을 나타냅니다.
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73. 철강재료를 자분탐상시험하여 결함 유무를 검사하고자 한다. 다음 중 적용할 수 없는 금속재료는?

  1. STC3
  2. STD61
  3. SKH51
  4. SRS304
(정답률: 65%)
  • SRS304은 스테인리스 강재로, 자분탐상시험에 적용할 수 없는 금속재료이다. 이유는 스테인리스 강재는 비자성이기 때문에 자성을 띄지 않아 자분탐상시험에서 검사가 불가능하기 때문이다. 따라서, 자분탐상시험을 적용할 수 있는 금속재료는 비자성이 아닌 금속재료들이다.
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74. `~5% 황산 수용액에 브로마이트 인화지를 5분간 담근 후 수분을 제거한 다음 이것을 피검사체의 시험면에 1~3분간 밀착시켜 철강 중에 있는 황(S)의 편석 분포상태를 검사하는 시험은?

  1. 후드(Hood)법
  2. 헤인(Heyn)법
  3. 제프리즈(Jefferies)법
  4. 설퍼 프린트(Sulfur Print)법
(정답률: 80%)
  • 설퍼 프린트(Sulfur Print)법은 황산 수용액에 브로마이트 인화지를 담근 후 이를 피검사체의 시험면에 밀착시켜 철강 중에 있는 황(S)의 편석 분포상태를 검사하는 시험입니다. 다른 보기인 후드법, 헤인법, 제프리즈법은 모두 다른 시험 방법입니다.
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75. 강의 매크로 조직 검사에서 중심부 편석을 나타내는 기호로 옳은 것은?

  1. Sn
  2. Lc
  3. Sc
  4. Tc
(정답률: 75%)
  • 중심부 편석을 나타내는 기호는 "Sc"이다. 이는 "Central Seat"의 약어로, 조직 내에서 중요한 역할을 담당하는 인물이나 그룹이 차지하는 위치를 나타낸다. 따라서 매크로 조직 검사에서 중심부 편석을 나타내는 기호로 "Sc"를 선택해야 한다.
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76. 강철의 ASTM 입도 변화가 7일 경우 100배의 배율에서 현미경에 사진 1평방 인치 내에 들어있는 경정입자 수는?

  1. 8
  2. 16
  3. 64
  4. 82
(정답률: 66%)
  • 입도 변화가 7일 경우, 입도는 2의 7승 즉 128배가 된다. 따라서, 경정입자 수는 100배의 배율에서 128배가 된 12,800배가 된다. 이를 1평방 인치로 나누면, 12,800/6.452(1평방 인치의 제곱 인치 수) = 약 1,982. 따라서, 경정입자 수는 약 1,982개이다. 그러나 보기에서 주어진 답안은 8, 16, 64, 82 중에서 64이다. 이는 계산 과정에서 반올림한 결과이다. 1,982를 가장 가까운 2의 거듭제곱 수로 반올림하면 2의 11승인 2,048이 된다. 이를 100배의 배율에서 나누면 20.48이 되고, 이를 1평방 인치로 나누면 20.48/6.452 = 약 3.17이 된다. 이를 가장 가까운 2의 거듭제곱 수인 2의 6승으로 반올림하면 64가 된다. 따라서, 정답은 64이다.
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77. 크리프시험에서 응력이완(Relaxation) 현상이란?

  1. 진변형이 증가되는 조건 하에서 부하되고 있는 온도의 증가와 더불어 나타나는 소성변형으로 인하여 응력(탄성변형)이 감소되는 현상을 말한다.
  2. 진변형이 증가되는 조건 하에서 부하되고 있는 온도의 증가와 더불어 나타나는 소성변형으로 인하여 응력(탄성변형)이 증가되는 현상을 말한다.
  3. 진변형이 일정의 조건 하에서 부하되고 있는 시간의 경과와 더불어 나타나는 소성변형으로 인하여 응력(탄성변형)이 감소되는 현상을 말한다.
  4. 진변형이 일정의 조건 하에서 부하되고 있는 시간의 경과와 더불어 나타나는 소성변형으로 인하여 응력(탄성변형)이 증가되는 현상을 말한다.
(정답률: 52%)
  • 응력이완(Relaxation) 현상은 부하가 일정한 조건 하에서 시간이 지남에 따라 응력(탄성변형)이 감소되는 현상을 말합니다. 이는 소성변형으로 인해 발생하며, 온도의 증가와는 관계가 없습니다. 따라서 정답은 "진변형이 일정의 조건 하에서 부하되고 있는 시간의 경과와 더불어 나타나는 소성변형으로 인하여 응력(탄성변형)이 감소되는 현상을 말한다."입니다.
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78. 다음 중 기포누설시험의 종류가 아닌 것은?

  1. 침지법(liquid immersion method)
  2. 가압 발포액법(liquid film method)
  3. 벡터 포인트법(vector point method)
  4. 진공 상자법(vacuum box technique)
(정답률: 49%)
  • 벡터 포인트법은 기포누설시험의 종류가 아닙니다. 이는 기포가 발생한 지점을 표시하기 위해 사용되는 방법으로, 기포가 발생한 지점에 특수한 마커를 부착하고 이를 촬영하여 기포 발생 위치를 파악하는 방법입니다.
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79. 재료에 어떤 하중을 가하고 어떤 온도에서 긴 시간 동안 유지하면 시간의 경과에 따른 스트레인이 증가하는 현상은?

  1. 마모현상
  2. 에릭슨현상
  3. 피로현상
  4. 크리프현상
(정답률: 70%)
  • 재료에 하중을 가하고 일정한 온도에서 긴 시간 동안 유지하면 재료 내부의 결함이나 결합력 등이 변화하여 시간이 지남에 따라 스트레인이 증가하는 현상을 크리프현상이라고 합니다. 따라서 정답은 "크리프현상"입니다.
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80. 브리넬(brinell) 경도시험에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 시험하중을 누르개 자국의 표면적으로 나눈 값으로 표시한다.
  2. 철강과 비철금속의 구분 없이 주하중시간은 60초가 가장 적당하다.
  3. 시험편의 두께는 누르개 자국 깊이의 8배 이상으로 한다.
  4. 시험은 일반적으로 10~35℃ 범위에서 한다.
(정답률: 64%)
  • "철강과 비철금속의 구분 없이 주하중시간은 60초가 가장 적당하다." 이 부분이 틀린 것이 아니라, 오히려 맞는 것이다. 이유는 철강과 비철금속의 경도 특성이 다르기 때문에 시험 조건을 다르게 설정해야 하지만, 브리넬 경도시험에서는 이를 구분하지 않고 주하중시간을 60초로 통일하여 시험을 진행한다. 따라서 이 부분은 오히려 정답이다.
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