금속재료산업기사 필기 기출문제복원 (2013-09-28)

금속재료산업기사 2013-09-28 필기 기출문제 해설

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금속재료산업기사
(2013-09-28 기출문제)

목록

1과목: 금속재료

1. 구상흑연주철의 구상화처리에서 용탕의 방치 시간이 길어지면 흑연의 구상화 효과가 없어지는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 경년(Secular)현상
  2. 전이(Transition)현상
  3. 페이딩(Fading)현상
  4. 전 탄소(Total Cabon)현상
(정답률: 79%)
  • 구상흑연주철 제조 시 마그네슘(Mg) 등의 구상화제가 시간이 지남에 따라 산화되거나 소실되어 구상화 효과가 사라지는 현상을 페이딩(Fading)현상이라고 합니다.
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2. 인장강도 130kgf/mm2급 이상의 초강인강에 나타나는 지체파괴의 원인이 아닌 것은?

  1. 잔류응력과 인장응력이 있는 경우
  2. 강재의 강도 수준이 낮은 경우
  3. 수소를 함유하는 환경에 있는 경우
  4. 미시적, 거시적 응력집중부가 있는 경우
(정답률: 60%)
  • 지체파괴는 고강도 강재에서 수소 취성이나 응력 집중으로 인해 발생하는 현상입니다. 따라서 강재의 강도 수준이 낮은 경우에는 오히려 지체파괴가 발생할 가능성이 낮아집니다.
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3. 다음 중 쾌삭강에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Ca 쾌삭강은 제강시에 Ca을 탄산제로 사용한다.
  2. 일반적인 쾌삭강은 공구 수명의 연장과 마무리면 정밀도에 기여한다.
  3. S 쾌삭강은 Mn을 0.4~1.5% 첨가하여 MnS로 이것을 분산시켜 피삭성을 증가시킨다.
  4. Pb 쾌삭강에서는 Pb가 Fe 중에 고용되므로 침브레이커(Chip Breaker)의 역할과 윤활제의 작용을 한다.
(정답률: 72%)
  • Pb 쾌삭강에서 Pb는 Fe에 고용되지 않고 미세한 입자 형태로 분산되어 존재하며, 이 분산된 입자들이 칩 브레이커 역할과 윤활 작용을 수행하여 피삭성을 향상시킵니다.
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4. 스프링 강은 급격한 진동을 완화하고 에너지를 축적하는 기계요소로 사용한다. 탄성 한도를 높이고 피로 강도를 높이기 위하여 어떤 조직이어야 하는가?

  1. 소르바이트 조직
  2. 마텐자이트 조직
  3. 파라이트 조직
  4. 시멘타이트 조직
(정답률: 70%)
  • 스프링 강은 높은 탄성 한도와 피로 강도가 필수적입니다. 소르바이트 조직은 템퍼드 마텐자이트 조직의 일종으로, 강도와 인성의 균형이 뛰어나 스프링 재료에 가장 적합한 조직입니다.
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5. 아연을 함유한 구리 합금이 아닌 것은?

  1. 황동
  2. 청동
  3. 양은
  4. 델타메탈
(정답률: 72%)
  • 청동은 구리와 주석(Sn)의 합금이며, 아연(Zn)을 함유하지 않습니다.

    오답 노트
    황동, 양은, 델타메탈: 구리와 아연의 합금
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6. Ni의 자기변태온도는 약 몇 ℃인가?

  1. 210℃
  2. 368℃
  3. 768℃
  4. 1,150℃
(정답률: 80%)
  • 니켈(Ni)의 자기변태온도(퀴리 온도)는 강자성체에서 상자성체로 변하는 임계 온도로, 약 $368^{\circ}C$입니다.
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7. 조성이 Al-Cu-Mg-Mn이며, 고강도 Al합금에 해당되는 것은?

  1. 라우탈(Lautal)
  2. 실루민(Silumin)
  3. 두랄루민(Duralumin)
  4. 하이드로날륨(Hydronalium)
(정답률: 87%)
  • 두랄루민(Duralumin)은 알루미늄(Al)에 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 망간(Mn) 등을 첨가하여 강도를 높인 대표적인 고강도 알루미늄 합금입니다.
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8. 철강재료의 5대 원소에 해당되지 않는 것은?

  1. P
  2. C
  3. Si
  4. Mg
(정답률: 89%)
  • 철강재료의 5대 원소는 탄소($C$), 규소($Si$), 망간($Mn$), 인($P$), 황($S$)입니다. 마그네슘($Mg$)은 5대 원소에 포함되지 않습니다.
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9. 금속간 화합물인 탄화철(Fe3C)의 Fe의 원자비는 몇 %인가?

  1. 25%
  2. 35%
  3. 50%
  4. 75%
(정답률: 90%)
  • 탄화철($Fe_{3}C$)의 화학식에서 전체 원자 수는 $Fe$ 3개와 $C$ 1개로 총 4개입니다. 이 중 $Fe$가 차지하는 원자 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{Fe}{Fe + C} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\frac{3}{3 + 1} \times 100$
    ③ [최종 결과] $75$
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10. 0.6%C를 함유한 강은 어느 강에 해당되는가?

  1. 아공석강
  2. 과공석강
  3. 공석강
  4. 극연강
(정답률: 79%)
  • 탄소강은 탄소 함유량에 따라 구분됩니다. 공석점인 $0.8\%C$보다 적고 $0.022\%C$보다 많은 $0.6\%C$ 함유 강은 아공석강에 해당합니다.
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11. 탄소강 내에 존재하는 탄소 이외의 원소가 기계적 성질에 미치는 영향으로서 틀린 것은?

  1. Cu는 극수량이 Fe중에 고용되며 인장강도, 탄성한계를 높인다.
  2. P는 Fe의 일부와 결합하여 Fe3P화합물을 만들며, 임자의 조대화를 촉진한다.
  3. Si는 선철 및 탈산제 중에서 들어가기 쉽고, 인장력과 경도를 낮추며 언신과 충격치를 증가시킨다.
  4. S는 강중에서 FeS로 입계에 망상으로 분포하여 고온에서 약하고 가공할 때에 파괴의 원인이 된다.
(정답률: 64%)
  • Si(실리콘)은 강철 내에서 고용되어 인장강도와 경도를 높이는 역할을 하지만, 반대로 연신율과 충격치는 감소시키는 성질이 있습니다.
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12. 전열(電熱)합금의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 재질이나 치수의 균일성이 좋을 것
  2. 열팽창계수가 작고, 고온강도가 클 것
  3. 전기저항이 낮고, 저항의 온도계수가 클 것
  4. 고온의 대시 중에서 산화에 견디고 사용온도가 높을 것
(정답률: 79%)
  • 전열합금은 전류를 열에너지로 바꾸는 재료이므로, 효율적인 발열을 위해 전기저항이 높아야 하며 온도 변화에 따른 저항 변화가 적은(저항 온도계수가 작은) 특성을 가져야 합니다.
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13. 반도체 재료의 종류 중에서 대표적인 반도체의 원소에 해당되지 않는 것은?

  1. Ge
  2. Si
  3. Ti
  4. Se
(정답률: 71%)
  • 반도체 원소는 주기율표의 14족 원소인 Si(실리콘), Ge(게르마늄)과 16족 원소인 Se(셀레늄), Te(텔루륨) 등이 대표적입니다. Ti(티타늄)은 전형적인 금속 원소이므로 반도체 재료에 해당하지 않습니다.
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14. 다음 중 배빗메탈(Babbit Metal)에 해당되는 것은?

  1. 주석계 화이트 메탈
  2. 납계 화이트 메탈
  3. 구리계 베어링합금
  4. 오일리스 베어링 합금
(정답률: 76%)
  • 배빗메탈은 주석 함유량이 $90\%$이상인 주석계 화이트 메탈을 의미합니다.
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15. 특정 모양의 재료로 인장하여 탄성한도를 넘어 소성변형시킨 경우에도 하중을 제거하면 원상태로 돌아가는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 초탄성
  2. 코트렐
  3. 초취성
  4. 비정질
(정답률: 91%)
  • 탄성 한도를 넘어 소성 변형이 일어난 후에도 하중을 제거했을 때 원래 상태로 돌아오는 특수한 성질을 초탄성이라고 합니다.
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16. 고온을 얻을 수 있고 온도조절이 용이하며 합금원소를 정확히 첨가할 수 있어 특수강의 제조에 사용되는 용해로는?

  1. 평로
  2. 용선로
  3. 고로
  4. 전기로
(정답률: 80%)
  • 전기로는 고온 달성이 가능하고 온도 조절이 정밀하며, 합금 원소를 정확하게 첨가할 수 있어 고품질의 특수강 제조에 가장 적합한 용해로입니다.
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17. Al 합금을 용체화 처리한 후 일정온도에서 가열하여 경도를 향상시키는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 양극산화처리
  2. 응력부식
  3. 가공경화
  4. 인공시효
(정답률: 51%)
  • Al 합금을 용체화 처리한 후, 특정 온도에서 가열하여 석출물을 형성함으로써 경도를 높이는 과정을 인공시효라고 합니다.
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18. 비정질 합금의 일반적인 특성을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 구조적으로 장거리의 규칙성이 없다.
  2. 불균질한 재료이고, 결정이방성이 있다.
  3. 전기저항이 크고, 그 온도의존성은 작다.
  4. 강도가 높고 연성도 크나, 가공경화는 일으키지 않는다.
(정답률: 66%)
  • 비정질 합금은 원자 배열에 장거리 규칙성이 없는 무질서한 구조를 가집니다. 따라서 재료 전체가 균질하며, 방향에 따라 성질이 달라지는 결정이방성이 없는 등방성 재료입니다.
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19. 수소저장합금에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 무공해 연료이다.
  2. 수소저장성이 좋은 것은 Fe-Ti계가 있다.
  3. 수소의 흡수 방출속도가 작아야 한다.
  4. 활성화 쉽고 수소저장량이 많아야 한다.
(정답률: 79%)
  • 수소저장합금은 필요할 때 수소를 빠르게 공급하고 저장해야 하므로, 수소의 흡수 및 방출 속도가 빨라야 효율적인 에너지 저장 매체로 사용할 수 있습니다.
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20. Au 및 Au 합금에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. BCC구조를 갖는다.
  2. 전연성은 Ag보다 나쁘다.
  3. 비중은 약 19.3 정도이다.
  4. 22K 합금은 Au 함유량이 75%이다.
(정답률: 77%)
  • 금(Au)은 매우 밀도가 높은 금속으로 비중이 약 $19.3$ 정도인 것이 특징입니다.

    오답 노트
    BCC구조: FCC 구조임
    전연성: Ag보다 우수함
    22K 합금: Au 함유량이 약 $91.7\%$임
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2과목: 금속조직

21. 철에서 C, N, H, B의 원자가 이동하는 확산기구는?

  1. 격자간 원자기구
  2. 공격자점 기구
  3. 직접교환 기구
  4. 링 기구
(정답률: 80%)
  • C, N, H, B와 같이 원자 크기가 매우 작은 원소들은 금속의 결정 격자 사이의 빈 공간을 통해 빠르게 이동하는 격자간 원자기구를 통해 확산됩니다.
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22. 일정한 압력 하에 있는 Fe-C 합금의 포정점이 일정한 온도와 조성에서 생기는 이유는?

  1. 상률 자유도 0이기 때문이다.
  2. 상률 자유도 1이기 때문이다.
  3. 상률 자유도 2이기 때문이다.
  4. 상률 자유도 ∞이기 때문이다.
(정답률: 79%)
  • 깁스의 상률 $F = C - P + 2$ (또는 압력이 일정할 때 $F = C - P + 1$)에서, 포정점은 3개의 상이 공존하는 불변점입니다. Fe-C 2성분계($C=2$)에서 3개의 상이 공존($P=3$)하고 압력이 일정하므로 자유도는 $F = 2 - 3 + 1 = 0$이 되어 온도와 조성이 일정하게 고정됩니다.
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23. 2성분계에서 융해(L)→고용체(A)+고용체(B)의 반응을 하는 것은?

  1. 포정반응
  2. 공석반응
  3. 공정반응
  4. 편정반응
(정답률: 57%)
  • 액상(L)이 냉각되어 두 개의 서로 다른 고상(A, B)으로 동시에 변태하는 반응을 공정반응이라고 합니다.

    오답 노트
    포정반응: 액상과 고상이 반응하여 새로운 고상이 생성되는 반응
    공석반응: 하나의 고상이 두 개의 다른 고상으로 분리되는 반응
    편정반응: 액상에서 하나의 고상이 석출되며 남은 액상의 조성이 변하는 반응
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24. 강의 공석변태온도(Eutectiod Temperature)를 낮추는 원소율로 짝지어진 것은?

  1. Mo, Si
  2. Ni, Mo
  3. Mn, Ni
  4. Si, Mn
(정답률: 54%)
  • 강의 공석변태온도를 낮추는 원소로는 Mn(망간)과 Ni(니켈)이 대표적입니다.
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25. 순금속 중에 다른 종류의 원자가 확산하는 현상은?

  1. 자기확산
  2. 입계확산
  3. 상호확산
  4. 표면확산
(정답률: 75%)
  • 서로 다른 종류의 원자가 서로의 영역으로 확산되는 현상을 상호확산이라고 합니다.

    오답 노트
    자기확산: 동일한 종류의 원자끼리 확산하는 현상
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26. 결정립 내에 있는 원자에 비하여 결정입계에 있는 원자의 결합에너지 상태는?

  1. 결합에너지가 크므로 안정하다.
  2. 결합에너지가 크므로 불안정하다.
  3. 결합에너지가 적으므로 안정하다.
  4. 결합에너지가 적으므로 불안정하다.
(정답률: 71%)
  • 결정입계는 원자 배열이 불규칙하여 결정립 내부에 비해 결합 수가 적고 결합 상태가 불안정합니다. 이로 인해 에너지가 높은 상태(결합에너지가 큰 상태)가 되어 화학적으로 더 활발하고 불안정한 특성을 갖게 됩니다.
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27. 오스테나이트에서 펄라이트로의 변태 중 결정입도의 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 오스테나이트의 결정입도는 변태에 큰 영향을 미치며 핵생성은 에너지가 높은 장소에서 일어난다.
  2. 균질한 오스테나이트에서는 펄라이트의 핵생성은 거의 예외 없이 결정압계에서 일어난다.
  3. 오스테나이트의 결정립이 조대할수록 펄라이트구조를 형성할 핵을 적게 생성하며 미세한 펄라이트조직으로 된다.
  4. 오스테나이트의 결정입도는 펄라이트 층간 간격에 영향을 미치지 않으며 펄라이트 층간 간격은 변태온도에 의해서 결정된다.
(정답률: 64%)
  • 오스테나이트 결정립이 조대할수록 핵생성 장소인 결정립계의 면적이 줄어들어 핵 생성 수가 적어지며, 이는 결과적으로 조대한 펄라이트 조직을 형성하게 됩니다. 따라서 미세한 펄라이트 조직이 된다는 설명은 틀린 것입니다.
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28. 격자결함에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 계면결함에는 가공, 수축공이 있다.
  2. 원자공공은 결정의 격자점에 원자가 들어있지 않는 상태이다.
  3. 결정격자 결함에는 점결함, 선결함, 계민결함, 체적결함이 있다.
  4. 격자간 원자는 결정격자의 격자점 중간위치에 여분의 원자가 끼어 들어간 상태이다.
(정답률: 59%)
  • 계면결함은 결정립계나 쌍정계면과 같은 2차원적 결함을 의미합니다.

    오답 노트
    가공공, 수축공: 체적결함(3차원 결함)에 해당함
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29. 면심입방격자의 적층형식 ABCABCABCㆍㆍㆍ가 ABCABABCABCㆍㆍㆍ로 밑줄 친 부분과 같이 부분적 층이 조밀육방격자의 적층형식과 같이 되어 있는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 조그
  2. 적층변위
  3. 적층결함
  4. 원자공공대
(정답률: 72%)
  • 면심입방격자(FCC)의 정상적인 적층 순서인 ABCABC에서 일부 층이 조밀육방격자(HCP)의 적층 방식인 ABAB로 바뀌어 나타나는 결정 결함을 적층결함이라고 합니다.
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30. 연강을 인장시험한 후 얻은 응력-변형률 곡선이다. 하부 항복점 이후 변형을 계속 하기 위해 응력이 증가하는 이유는?

  1. 석출강화
  2. 가공경화
  3. 시효경화
  4. 고용강화
(정답률: 51%)
  • 하부 항복점 이후 변형이 진행됨에 따라 전위의 밀도가 증가하고 전위 간의 상호작용으로 인해 변형에 더 큰 응력이 필요하게 되는 현상을 가공경화라고 합니다.
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31. 탄소강의 조직에서 경도값(Hb)이 가장 적은 것은?

  1. α-고용체
  2. γ-고용체
  3. 시멘타이트
  4. 펄라이트
(정답률: 65%)
  • 탄소강의 조직 중 $\alpha$-고용체(페라이트)는 연성이 크고 강도가 가장 낮아 경도값이 가장 적게 나타납니다.
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32. 다음 중 면심입방격자의 소속 원자수는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 79%)
  • 면심입방격자(FCC)의 단위 격자당 원자 수는 각 꼭짓점의 $1/8$과 각 면 중심의 $1/2$을 합산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = (8 \times \frac{1}{8}) + (6 \times \frac{1}{2})$
    ② [숫자 대입] $N = 1 + 3$
    ③ [최종 결과] $N = 4$
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33. 다음 중 자기변태점이 없는 금속은?

  1. Fe
  2. Ni
  3. Co
  4. Al
(정답률: 70%)
  • 자기변태점은 강자성체가 상자성체로 변하는 온도를 말합니다. $Al$은 상온에서 비자성체이므로 자기변태점이 존재하지 않습니다.
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34. 풀림(Annealing)처리에 의해서 재결정 및 결정립성장이 일어난 금속을 더욱 고온으로 가열하면 소수의 결정립이 다른 결정립과 합해져서 매우 크게 성장하는 현상은?

  1. 풀림상정
  2. 정상경정성장
  3. 1차 재결정
  4. 2차 재결정
(정답률: 76%)
  • 1차 재결정 이후 결정립 성장이 일어난 상태에서 더 고온으로 가열하면, 일부 결정립이 주변의 작은 결정립들을 흡수하며 비정상적으로 크게 성장하는 2차 재결정이 발생합니다.
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35. 금속간 화합물과 비교한 규칙격자의 특징으로 옳은 것은?

  1. 전기 저항이 작다.
  2. 규칙-불규칙 변태가 없다.
  3. 주기율표의 동족원소와 결합이 곤란하다.
  4. 복잡한 결정구조로 소성변형이 매우 어렵다.
(정답률: 40%)
  • 규칙격자는 금속간 화합물에 비해 원자 배열이 비교적 단순하고 결합력이 약해 전기 저항이 작다는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    규칙-불규칙 변태가 존재함 / 동족 원소와 결합이 가능함 / 금속간 화합물보다 소성변형이 용이함
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36. 석출경화를 얻을 수 있는 경우는?

  1. 단순공정형 상태도를 갖는 합금의 경우에서
  2. 전율가용고용체 형을 갖는 합금의 경우에서
  3. 어떤 형의 상태도라도 모든 합금의 경우에서
  4. 온도 강하에 따라 고용한도가 감소하는 형의 상태도를 갖는 합금의 경우에서
(정답률: 67%)
  • 석출경화는 온도 강하에 따라 고용한도가 감소하는 상태도에서, 고온의 고용체 상태로 가열 후 급랭하여 과포화 고용체를 만든 뒤 적절한 온도에서 시효 처리하여 미세한 입자를 석출시킴으로써 강도를 높이는 방법입니다.
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37. 결정계 중 육방정계의 축장과 축각으로 옳은 것은?

  1. a=b=c, α=β=γ=90°
  2. a≠b≠c, α=β=γ=90°
  3. a≠b≠c, α≠β≠γ=90°
  4. a=b≠c, α=β=90°, r=120°
(정답률: 77%)
  • 육방정계(Hexagonal system)는 밑면의 두 축의 길이는 같고 높이 축의 길이는 다르며, 축각은 두 각이 $90^{\circ}$이고 한 각이 $120^{\circ}$인 특징을 가집니다.
    $$a = b \neq c, \alpha = \beta = 90^{\circ}, \gamma = 120^{\circ}$$
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38. 다음 중 결정립 형성에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, G는 결정성장속도, N은 핵 발생속도, f는 상수이다.)

  1. 결정립의 대소는 로 표현한다.
  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: 74%)
  • 결정립의 크기는 핵 발생 속도($N$)와 결정 성장 속도($G$)의 상대적인 비율에 의해 결정됩니다. 금속의 순도가 높을수록 불순물에 의한 핵 생성 방해 요소가 적어 오히려 결정립이 조대해지는(커지는) 경향이 있습니다.

    오답 노트
    결정립 크기 식: $\text{Grain Size} \propto \frac{G}{N}$이므로 $\text{}$ 표현은 옳습니다.
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39. 재결정 거동에 영향을 주는 요인이 아닌 것은?

  1. 조성
  2. 풀림 시간
  3. 초기 결정입도
  4. 재결정 시작 후 회복의 양
(정답률: 58%)
  • 재결정 거동은 재료의 조성, 가공도, 재결정 온도 및 시간, 초기 결정입도 등에 의해 결정됩니다. 회복은 재결정이 시작되기 전 단계에서 일어나는 현상이므로, 재결정 시작 후의 회복 양은 재결정 거동의 영향 요인으로 보지 않습니다.
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40. 다음의 결함 중 선결함에 해당하는 것은?

  1. 공공
  2. 전위
  3. 적층결함
  4. 크로디온
(정답률: 82%)
  • 결정 결함 중 선결함(Line Defect)은 원자 배열이 선을 따라 어긋나 있는 상태를 말하며, 대표적으로 전위가 이에 해당합니다.

    오답 노트
    공공: 점결함
    적층결함: 면결함
    크로디온: 점결함
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3과목: 금속열처리

41. 서로 다른 두 종류의 금속 양끝을 접속시켜 양쪽 접점 사이에 열기전력이 생기는데 이 열기전력 차를 이용하는 온도계는?

  1. 열전쌍온도계
  2. 저항온도계
  3. 방사온도계
  4. 광고온계
(정답률: 82%)
  • 서로 다른 두 금속의 접점 온도 차이에 의해 전압이 발생하는 제베크 효과(Seebeck effect)를 이용하는 온도계는 열전쌍온도계입니다.
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42. 재료의 담금질성 측정 방법에 사용되는 시험 방법은?

  1. 조미니시험
  2. 커핑시험
  3. 에릭션시험
  4. 샤르피시험
(정답률: 75%)
  • 조미니시험은 표준 시편의 한쪽 끝만 급랭시켜 경도 분포를 측정함으로써 재료의 담금질성을 평가하는 대표적인 시험 방법입니다.

    오답 노트
    커핑시험, 에릭션시험: 성형성 시험
    샤르피시험: 충격 시험
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43. 담금질에 따른 용적의 변화가 가장 큰 조직은?

  1. 마텐자이트
  2. 펄라이트
  3. 베이나이트
  4. 오스테나이트
(정답률: 77%)
  • 마텐자이트는 오스테나이트가 급랭될 때 탄소가 고용된 상태로 격자가 변형되며 생성되는 조직으로, 체적 팽창이 일어나 용적 변화가 가장 큽니다.
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44. 1,400℃의 온도를 측정하려고 할 때 어떤 형태의 열전대가 적합한가?

  1. 천-콘스탄탄
  2. 구리-콘스탄탄
  3. 크로멜-알루멜
  4. 백금-백금-로듐
(정답률: 79%)
  • 백금-백금-로듐 열전대는 내열성이 매우 뛰어나 $1,000^{\circ}C$이상의 고온 측정에 가장 적합한 고온용 열전대입니다.
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45. 침탄용강이 구비해야 할 조건을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 고탄소강이어야 한다.
  2. 강재 주조시 표면에 결함이 있어야 한다.
  3. 침탄시 고온에서 장시간 가열시 결정입자가 성장하여야 한다.
  4. Cr, Ni, Mo 등을 첨가하여 침탄량을 증가시킬 수 있는 강이어야 한다.
(정답률: 71%)
  • 침탄용강은 표면은 경화시키고 내부는 인성을 유지해야 하므로, Cr, Ni, Mo 등의 합금 원소를 첨가하여 침탄 효율을 높이고 담금질성을 개선한 강재를 사용해야 합니다.

    오답 노트
    고탄소강: 침탄은 저탄소강의 표면에 탄소를 침투시키는 공정이므로 저탄소강을 사용해야 합니다.
    표면 결함: 결함이 없어야 균일한 침탄층을 얻을 수 있습니다.
    결정입자 성장: 결정립이 성장하면 기계적 성질이 저하되므로 결정립 미세화가 필요합니다.
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46. 황화물의 편석을 제거하여 안정화 혹은 균질화를 목적으로 1,050℃~1,300℃의 고온에서 실시하는 어닐링 방법은?

  1. 완전 어닐링
  2. 확산 어닐링
  3. 응력제거 어닐링
  4. 재결정 어닐링
(정답률: 45%)
  • 확산 어닐링은 $1,050\text{℃} \sim 1,300\text{℃}$의 고온에서 장시간 유지하여 황화물의 편석을 제거하고 조직을 균질화하는 열처리 방법입니다.
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47. 오스포밍(Ausforming)한 금속의 조직학적 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 마텐자이트 면이 크게 성장한다.
  2. 마텐자이트 입자의 미세화에 의해 강도가 증가한다.
  3. 마텐자이트의 핵생성이 일어나는 것이 매우 증가한다.
  4. 많은 수의 슬립선이 발생하므로 마텐자이트면의 성장이 방해된다.
(정답률: 38%)
  • 오스포밍은 변형 과정에서 많은 수의 슬립선이 발생하여 마텐자이트의 핵생성 지점을 증가시키고 성장을 방해하므로, 마텐자이트 입자가 미세화됩니다. 따라서 마텐자이트 면이 크게 성장한다는 설명은 틀린 것입니다.
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48. 금속재료의 표면에 고속력으로 강철이나 주철의 작은 입자를 분사하여 피로강도를 현저히 증가시키는 표면경화법은?

  1. 배럴법
  2. 쇼트 피이닝
  3. 그라인딩
  4. 세라다이징
(정답률: 77%)
  • 쇼트 피이닝은 강철이나 주철의 작은 입자를 고속으로 분사하여 표면에 압축 잔류 응력을 형성함으로써 피로강도를 높이는 표면경화법입니다.
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49. 활동제품의 내부응력을 제거하고 시기균열 및 경도저하를 방지하기 위한 적당한 풀림 온도와 냉각방법은?

  1. 300℃에서 서냉 또는 급냉한다.
  2. 400℃에서 진공 중에 냉각한다.
  3. 550℃에서 향온 유지 후 냉각한다.
  4. 700℃에서 급냉하거나 서냉한다.
(정답률: 69%)
  • 활동제품의 내부응력 제거 및 시기균열 방지를 위한 풀림 처리는 $300\text{℃}$에서 서냉 또는 급냉하는 방법이 적당합니다.
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50. [보기]는 담금질에서 사용되는 냉각제이다, 18℃의 물은 냉각능 1.0으로 하였을 때 200℃에서 냉각속도가 빠른 것부터 나열한 것은?

  1. ㉡→㉠→㉣→㉢
  2. ㉡→㉢→㉠→㉣
  3. ㉠→㉢→㉡→㉣
  4. ㉠→㉡→㉢→㉣
(정답률: 75%)
  • 냉각제의 냉각 속도는 일반적으로 염수(수용액) > 물 > 기름 > 공기 순으로 빠릅니다. 제시된 냉각제들의 특성을 비교하면 다음과 같습니다.
    $\text{㉠ } 10\% \text{ NaOH 수용액} > \text{㉢ } 25\text{℃ 물} > \text{㉡ 기계유} > \text{㉣ 정지된 공기}$
    따라서 냉각 속도가 빠른 순서는 $\text{㉠} \rightarrow \text{㉢} \rightarrow \text{㉡} \rightarrow \text{㉣}$ 입니다.
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51. 뜨임균열의 방지대책으로 옳은 것은?

  1. 정해진 템퍼링 온도까지 최대한 빨리 가열한다.
  2. M3점, Mf점이 낮은 고합금강은 반복 뜨임을 실시한다.
  3. 고속도강은 탈탄층을 그대로 유지하여 뜨임 후 급냉한다.
  4. Cr, Mo, V 등의 합금원소는 뜨임균열을 촉진시키므로 사용을 줄인다.
(정답률: 48%)
  • 고합금강의 경우 $M_3$점과 $M_f$점이 낮아 잔류 오스테나이트가 많이 남을 수 있으므로, 이를 안정화하고 응력을 제거하기 위해 반복 뜨임을 실시하여 뜨임균열을 방지합니다.

    오답 노트
    최대한 빨리 가열: 서서히 가열하여 온도 차를 줄여야 함
    탈탄층 유지: 탈탄층은 균열의 기점이 되므로 제거해야 함
    합금원소 사용 감소: $\text{Cr, Mo, V}$ 등은 오히려 뜨임취성을 억제하는 효과가 있음
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52. 탄소강에 있어서 S곡선의 Nose 부근 온도는 약 ℃인가?

  1. 150℃
  2. 350℃
  3. 550℃
  4. 750℃
(정답률: 76%)
  • 탄소강의 TTT 곡선(S곡선)에서 변태가 가장 빠르게 일어나는 지점인 Nose(코) 부근의 온도는 일반적으로 $550\text{℃}$ 부근에서 형성됩니다.
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53. 인상 담금질(Time Quenching)에서 인상시기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 물건의 직경이나 두께는 보통 3mm에 대해서 1초 동안 물속에 담근 후 담근 후 즉시 꺼내어 유냉 또는 공랭시킨다.
  2. 강재를 갸름에 냉각시킬 때에는 두께 1mm에 대해서 30초 동안 담근 후 꺼내어 즉시 수냉시킨다.
  3. 강재를 물에 담가서 적열된 색깔이 없어질 때까지 시간의 2배 정도를 물에 담근 후 꺼내어 유냉 또는 공랭시킨다.
  4. 강재를 물에 담글 때 강이 식는 진동소리 또는 강이 식는 물소리가 정지되는 순간에 꺼내어 유냉 또는 공랭시킨다.
(정답률: 59%)
  • 인상 담금질은 강재를 짧은 시간 동안 물에 담가 표면을 급냉시킨 후 꺼내는 방법입니다. 강재를 기름에 냉각시킬 때는 두께 $1\text{mm}$에 대해 $30\text{초}$ 동안 담그는 것이 아니라, 일반적으로 물에 담근 후 꺼내어 유냉 또는 공랭시키는 과정을 거치며, 제시된 수치와 방법은 인상 담금질의 일반적인 기준과 맞지 않습니다.
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54. 열처리의 방법, 재질 및 형상에 따라 냉각방법은 달라지며 냉각장치는 냉각제의 종류와 작동방법에 따라 분류된다. 이러한 냉각장치에 해당되지 않는 것은?

  1. 헐셀 냉각장치
  2. 분무 냉각장치
  3. 프레스 냉각장치
  4. 염욕 냉각장치
(정답률: 64%)
  • 냉각장치는 냉각제의 종류와 작동 방식에 따라 분류됩니다. 분무 냉각장치, 염욕 냉각장치 등은 실제 사용되는 냉각 방식이나 장치에 해당하지만, 헐셀 냉각장치는 일반적인 열처리 냉각장치의 분류에 포함되지 않습니다.
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55. 담금질성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Mn, Mo, Cr 등을 첨가하면 담금질성을 증가한다.
  2. 결정입도를 크게 하면 담금질성은 증가한다.
  3. B를 0.0025% 첨가하면 담금질성을 높일 수 있다.
  4. 일반적으로 S가 0.04% 이상이면 담금질성을 증가시킨다.
(정답률: 69%)
  • 황(S)은 강재 내에서 불순물로 작용하며, 일반적으로 함량이 증가하면 담금질성을 저하시키고 취성을 증가시킵니다. 따라서 S가 $0.04\%$이상일 때 담금질성이 증가한다는 설명은 틀렸습니다.
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56. 열처리 로(Furnace)의 균일한 온도분포 유지를 위한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전열식은 연소식보다 열원배치 및 제어가 쉽다.
  2. 가열형식은 직접가열보다 간접가열이 효과적이다.
  3. 로내 가스의 흐름은 정지상태보다 팬(Fan)교반이 유리하다.
  4. 승온과 유지시간이 짧을수록 온도분포를 균일하게 한다.
(정답률: 50%)
  • 로 내의 온도 분포를 균일하게 유지하기 위해서는 충분한 승온 시간과 유지 시간이 필요합니다. 가열 시간이 너무 짧으면 소재의 중심부까지 열이 충분히 전달되지 않아 온도 불균형이 발생하므로, 승온과 유지시간이 짧을수록 균일해진다는 설명은 틀렸습니다.
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57. 열처리의 방법과 그 목적으로 틀린 것은?

  1. 풀림-연화
  2. 노멀라이징-조대화
  3. 담금질-경화
  4. 뜨임-인성부여
(정답률: 79%)
  • 노멀라이징(정준화)은 강을 공기 중에서 냉각시켜 결정립을 미세화하고 조직을 표준화하는 열처리 방법입니다.

    오답 노트
    조대화: 결정립이 커지는 것으로, 노멀라이징의 목적(미세화)과 정반대되는 개념입니다.
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58. 탄소강에서 마텐자이트 변태가 시작되는 온도(Ms)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 미세결정립은 Ms점이 낮다.
  2. 얇은 시료의 Ms점은 두꺼운 것보다 높다.
  3. Ai, Ti, V, Co 등의 첨가원소는 Ms점이 낮아진다.
  4. 탄소강에서는 냉각속도가 빠르면 Ms점이 낮아진다.
(정답률: 54%)
  • 마텐자이트 변태 시작 온도($M_s$)는 합금 원소의 종류와 양에 따라 결정됩니다. Co(코발트)는 다른 합금 원소들과 달리 $M_s$ 점을 상승시키는 특성을 가지고 있으므로, Ai, Ti, V, Co 등의 첨가원소가 모두 $M_s$ 점을 낮춘다는 설명은 틀렸습니다.
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59. 강재의 부품표면에 질소를 확산침투시키는 질화법의 종류가 아닌 것은?

  1. 가스 질화법
  2. 액체 질화법
  3. 이온 질화법
  4. 구상 질화법
(정답률: 61%)
  • 질화법은 강재 표면에 질소를 침투시켜 경도를 높이는 방법으로, 가스 질화법, 액체 질화법, 이온 질화법 등이 있습니다.

    오답 노트
    구상 질화법: 존재하지 않는 질화법 종류임
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60. 담금질한 공석강의 냉각곡선에 나타난 ㉠~㉢의 조직명으로 옳은 것은?(문제 오류로 냉각곡선이 없습니다. 정확한 내용을 아시는분 께서는 게시판 또는 관리자 메일로 부탁 드립니다. 정답은 1번 입니다.)

  1. ㉠ 펄라이트, ㉡ 마텐자이트 + 펄라이트, ㉢ 마텐자이트
  2. ㉠ 마텐자이트, ㉡ 마텐자이트 + 펄라이트, ㉢ 펄라이트
  3. ㉠ 마텐자이트 + 펄라이트, ㉡ 마텐자이트, ㉢ 펄라이트
  4. ㉠ 펄라이트, ㉡ 마텐자이트, ㉢ 마텐자이트 + 펄라이트
(정답률: 75%)
  • 공석강의 냉각 과정에서 온도 변화에 따라 조직이 변하며, 냉각 속도와 온도 구간에 따라 펄라이트에서 시작하여 마텐자이트 + 펄라이트, 최종적으로 마텐자이트 조직으로 변하는 특성을 가집니다.
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4과목: 재료시험

61. 초음파 탐상법에서 일반 강(Steel)에 사용하는 주파수의 범위는?

  1. 2~10 kHz
  2. 2~10 MHz
  3. 50~100 kHz
  4. 50~100 MHz
(정답률: 65%)
  • 초음파 탐상법(UT)에서 일반적인 강재의 결함 검출을 위해 사용하는 표준 주파수 범위는 $2 \sim 10\text{ MHz}$입니다.
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62. 사업장의 안전점검을 하기 위한 체크리스트 작성 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 사업장에 적합한 독자적인 내용일 것
  2. 일정 양식을 정하여 점검대상을 정할 것
  3. 점검표의 내용은 이해하기 쉽도록 표현하고 구체적일 것
  4. 위험성이 낮은 순으로 하거나, 긴급을 요하지 않는 순으로 작성할 것
(정답률: 83%)
  • 안전점검 체크리스트는 효율적인 위험 관리를 위해 작성해야 합니다. 따라서 위험성이 높은 항목이나 긴급한 조치가 필요한 사항을 우선적으로 배치하여 점검의 실효성을 높여야 합니다.
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63. 금속조직시험 시료 연마에서 사포 또는 벨트 그라인더로 연마하여, 연마 도중 가열 또는 가공에 의한 시료에 변질이 일어나지 않도록 가장 먼저 연마하는 공정은?

  1. 거친 연마
  2. 중간 연마
  3. 미세 연마
  4. 전해 연마
(정답률: 78%)
  • 금속 조직 시험의 연마 과정은 거친 연마 $\rightarrow$ 중간 연마 $\rightarrow$ 미세 연마 순으로 진행됩니다. 가장 먼저 수행하는 거친 연마는 시료 표면의 큰 요철을 빠르게 제거하는 공정입니다.
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64. 굴곡 시험으로 알 수 없는 것은?

  1. 전성
  2. 경도
  3. 굽힘 저항
  4. 균열의 유무
(정답률: 56%)
  • 굴곡 시험은 재료를 굽혀서 균열 발생 여부, 굽힘 저항, 전성(소성 변형 능력)을 확인하는 시험입니다. 재료 표면의 딱딱한 정도를 측정하는 경도는 별도의 경도 시험기를 통해 측정해야 합니다.
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65. γ선 장비의 투과검사의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 외부 전원이 필요없다.
  2. 열려 있는 작은 직경에도 사용할 수 있다.
  3. 360° 또는 일정 방향으로 투사의 조절이 가능하다.
  4. 초점이 길어서, 짧은 초점-필름 거리가 필요한 경우
(정답률: 52%)
  • $\gamma$선 투과검사는 방사성 동위원소를 이용하므로 외부 전원이 필요 없고 좁은 공간에서도 사용 가능하며 투사 방향 조절이 자유롭습니다.

    오답 노트
    초점이 길어서 짧은 거리가 필요한 경우: $\gamma$선원은 초점이 매우 작아 짧은 초점-필름 거리에서도 선명한 영상을 얻을 수 있는 것이 특징입니다.
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66. 만능시험기(UTM)로 측정할 수 있는 사항은?

  1. 누설량
  2. 피로한도
  3. 연신율
  4. 부식정도
(정답률: 59%)
  • 만능시험기(UTM)는 재료에 인장, 압축, 굽힘 등의 하중을 가해 재료의 기계적 성질을 측정하는 장비입니다. 인장 시험을 통해 재료가 늘어난 비율인 연신율을 측정할 수 있습니다.
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67. 브리넬(Brinell)경도를 측정할 때 필요하지 않은 것은?

  1. 시험판에 가하는 하중의 크기
  2. 사용된 시험편의 중량
  3. 시험표면에 나타난 압흔의 직경
  4. 압흔을 내는데 사용된 강구(Stee Ball)의 직경
(정답률: 77%)
  • 브리넬 경도는 강구를 시험편에 압입하여 생긴 압흔의 표면적을 통해 경도를 측정하는 방식입니다. 따라서 하중의 크기, 강구의 직경, 압흔의 직경은 필수 계산 요소이지만, 시험편의 중량은 경도 값과 아무런 상관이 없습니다.
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68. 인장시험편에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 인장시험편의 규격은 KS 0801에 규정되어 있다.
  2. 시험편은 일반적으로 판상 또는 봉상으로 되어 있다.
  3. 시험편은 그 모양 및 치수에 따라 1호~2호 시험편으로 구분한다.
  4. 시험편 중앙에 있는 단면이 균일한 부분을 평행부라고 한다.
(정답률: 66%)
  • 인장시험편은 그 모양과 치수에 따라 1호부터 14호까지로 세분화하여 구분합니다.
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69. 크리프 곡선에서 변형속도가 일정한 과정을 나타내는 것은?

  1. 초기 크리프
  2. 정상 크리프
  3. 가속 크리프
  4. 파단 크리프
(정답률: 83%)
  • 크리프 곡선은 시간에 따른 변형률의 변화를 나타내며, 변형 속도가 일정하게 유지되는 구간을 정상 크리프라고 합니다.

    오답 노트
    초기 크리프: 변형 속도가 점차 감소하는 구간
    가속 크리프: 변형 속도가 급격히 증가하며 파단으로 이어지는 구간
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70. 재료에 반복 응력을 적용하여 영구히 재료가 파괴되지 않는 용해 중에서 최대의 응력을 무엇이라고 하는가?

  1. 탄성한도
  2. 피로한도
  3. 크리프한도
  4. 비례한도
(정답률: 61%)
  • 재료에 반복적인 응력을 가했을 때, 무한히 반복해도 파괴되지 않는 최대 응력을 피로한도라고 합니다.

    오답 노트
    탄성한도: 응력을 제거했을 때 원래 상태로 돌아오는 한계
    크리프한도: 고온에서 일정 하중을 받을 때 변형이 가속화되지 않는 한계
    비례한도: 응력과 변형률이 직선적으로 비례하는 한계
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71. 좌굴(Buckling)파괴형식은 어느 경우에 나타나는가?

  1. 인장시험
  2. 압축시험
  3. 전단시험
  4. 경도시험
(정답률: 57%)
  • 좌굴은 가늘고 긴 부재에 압축 하중이 가해질 때, 재료의 항복 강도에 도달하기 전 부재가 갑자기 옆으로 휘어지며 파괴되는 현상입니다. 따라서 압축시험 시에 나타나는 특성 파괴 형식입니다.
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72. 금속조직검사를 위한 일반적인 방법은?

  1. 초음파 시험
  2. 피로시험
  3. 형광시험
  4. 현미경시험
(정답률: 76%)
  • 금속의 결정립 크기, 상 구성, 조직의 균일성 등을 관찰하기 위한 가장 일반적이고 직접적인 방법은 현미경시험입니다.

    오답 노트
    초음파/형광시험: 비파괴 검사법
    피로시험: 기계적 성질 시험법
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73. 자장의 세기를 H, 투자율을 μ, 자속밀도를 B라고 할 때 자장의 세기를 나타내는 식은?

  1. H=Bμ
  4. H=B+μ
(정답률: 62%)
  • 자속밀도 $B$는 자장의 세기 $H$와 투자율 $\mu$의 곱으로 정의되므로, 자장의 세기 $H$는 자속밀도를 투자율로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $B = \mu H$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{B}{\mu}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{B}{\mu}$
    따라서 정답은 입니다.
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74. 상대적으로 단단한 입자나 미세돌기와의 접촉에 의해 표면으로부터 마모입자가 이탈되는 현상으로 마모면에 긁힘 자국이나 끝이 파인 홈들이 나타나게 되는 마모는?

  1. 응착마모(adhesive Wear)
  2. 피로마모(Fatigue Wear)
  3. 연삭마모(Abrasive Wear)
  4. 부식마모(Corrosion Wear)
(정답률: 78%)
  • 단단한 입자나 돌기가 표면을 긁어 홈을 만들며 입자가 이탈되는 현상은 연삭마모(Abrasive Wear)의 전형적인 특징입니다.

    오답 노트
    응착마모: 접촉면의 용착 및 전이 현상
    피로마모: 반복 하중에 의한 균열 및 박리
    부식마모: 화학적 부식과 마모의 복합 작용
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75. 응력 측정 시험의 종류가 아닌 것은?

  1. 강박 시험
  2. 광탄성 시험
  3. 전기적인 변형량 측정법
  4. 기계적인 변형량 측정법
(정답률: 60%)
  • 응력 측정 시험에는 광탄성 시험, 전기적 변형량 측정법, 기계적 변형량 측정법 등이 사용되지만, 강박 시험은 응력 측정과 관련이 없는 항목입니다.
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76. 100배로 된 금속의 미세조직사진으로 ASTM결정립도를 결정하고자 한다. 만일 lin2 256개의 결정립이 있다면 ASTM 결정립도 번호는 얼마인가?

  1. 7
  2. 8
  3. 9
  4. 10
(정답률: 56%)
  • ASTM 결정립도 번호 $G$는 배율 $M$배에서 $1\text{in}^2$ 당 결정립 수 $N$과의 관계식으로 결정합니다.
    ① [기본 공식] $N = 2^{G-1}$
    ② [숫자 대입] $256 = 2^{G-1}$
    ③ [최종 결과] $G = 9$
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77. 충격시험과 관계없는 용어는?

  1. 파괴인성
  2. 눌림저항
  3. 충격에너지
  4. 샤르피시험법
(정답률: 67%)
  • 충격시험은 재료가 충격 하중을 받았을 때 흡수하는 충격에너지와 파괴인성을 측정하며, 대표적으로 샤르피 시험법이 사용됩니다. 반면 눌림저항은 재료의 표면 경도나 압축 변형과 관련된 성질로 충격시험과는 관계가 없습니다.
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78. 샤르피 충격시험에서 시험편의 설치방법은?

  1. 수평으로 설치하며, 해머와 노치부가 마주치도록
  2. 수평으로 설치하며, 해머와 노치부의 반대쪽이 마주치도록
  3. 수직으로 설치하며, 해머와 노치부가 마주치도록
  4. 수직으로 설치하며, 해머와 노치부의 반대쪽이 마주치도록
(정답률: 63%)
  • 샤르피 충격시험은 시험편을 수평으로 설치하며, 충격 해머가 노치(V-notch)의 반대쪽 면을 타격하여 굽힘 응력을 최대화함으로써 재료의 충격치를 측정하는 시험입니다.
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79. 다음 중 불꽃시험에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 불꽃에 가장 큰 영향을 주는 원소는 수소이다.
  2. 불꽃의 모양은 뿌리, 중앙, 끝으로 되어 있다.
  3. 검사는 언제나 같은 방법, 같은 조건하에서 행해야 한다.
  4. 불꽃 유선의 길이, 유선의 색, 불꽃의 수를 보고 강종을 판별한다.
(정답률: 80%)
  • 불꽃시험에서 불꽃의 모양과 색에 가장 큰 영향을 주는 원소는 탄소($C$)와 망간($Mn$)입니다. 수소는 불꽃 시험의 판별 기준이 되는 주요 원소가 아닙니다.
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80. 자분탐상검사로 검출하기 어려운 결함은?

  1. 겹침(Laps)
  2. 이음매(Seams)
  3. 표면균열(Crack)
  4. 내부 깊숙이 존재하는 동공(Cavity)
(정답률: 78%)
  • 자분탐상검사는 자성체 표면 및 표면 직하의 결함을 검출하는 방법입니다. 따라서 표면에서 멀리 떨어진 내부 깊숙이 존재하는 동공(Cavity)은 자속 누설이 발생하지 않아 검출하기 어렵습니다.
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