금속재료산업기사 필기 기출문제복원 (2014-03-02)

금속재료산업기사 2014-03-02 필기 기출문제 해설

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금속재료산업기사
(2014-03-02 기출문제)

목록

1과목: 금속재료

1. 오스테나이트계 스테인리스강의 공식(pitting)을 방지하기 위한 대책이 아닌 것은?

  1. 할로겐 이온의 고농도를 피한다.
  2. 질산염, 크롬산염 등의 부동태화제를 가한다.
  3. 액의 산화성을 감소시키거나 공기의 투입을 많게 한다.
  4. 재료 중의 탄소를 적게 하거나 Ni, Cr, Mo 등을 많게 한다.
(정답률: 73%)
  • 오스테나이트계 스테인리스강의 공식(pitting)을 방지하려면 액의 산화성을 높여 부동태 피막을 유지해야 합니다. 따라서 산화성을 감소시키는 것은 공식 방지 대책이 아니라 오히려 부식을 촉진하는 행위입니다.
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2. 황동의 자연균열 방지책이 아닌 것은?

  1. 도료를 바른다.
  2. 아연도금을 한다.
  3. 응력제거 풀림을 한다.
  4. 산화물 피막을 형성시킨다.
(정답률: 76%)
  • 황동의 자연균열은 잔류응력과 부식 환경이 복합적으로 작용하여 발생하므로, 도료 도포, 아연도금, 응력제거 풀림을 통해 방지할 수 있습니다.

    오답 노트
    산화물 피막을 형성시킨다: 이는 고온에서 아연이 증발하는 고온 탈아연 현상을 방지하기 위한 대책입니다.
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3. Cu, Sn, 흑연 분말을 적정 혼합하여 소결에 의해 제조한 분말야금을 합금으로 급유곤란한 부분의 베어링으로 사용되는 재료는?

  1. 자마크(zamak)
  2. 켈멧(kelmat)
  3. 배빗메탈(babbit metal)
  4. 오일라이트(oillite)
(정답률: 74%)
  • Cu, Sn, 흑연 분말을 혼합 소결하여 내부에 미세한 기공을 형성시킨 후, 그 속에 오일을 함침시켜 급유가 어려운 곳에 사용하는 자가 윤활 베어링 재료는 오일라이트(oillite)입니다.
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4. 초전도재료에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 초전도선은 전력의 소비 없이 대전류를 통하거나 코일을 만들어 강한 자계를 발생시킬 수 있다.
  2. 초전도상태는 어떤 임계온도, 임계자계, 임계전류밀도보다 그 이상의 값을 가질 때만 일어난다.
  3. 임의의 어떤 재료를 냉각시킬 때 어느 임계온도에서 전기저항이 0(zero)이 되는 재료를 말한다.
  4. 대표적인 활용사례로는 고압송전선, 핵융합용 전자석, 핵자기공명단총영상장치 등이 있다.
(정답률: 73%)
  • 초전도 현상은 특정 임계온도, 임계자계, 임계전류밀도보다 낮은 값(이하)일 때만 발생합니다. 따라서 그 이상의 값을 가질 때 일어난다는 설명은 틀린 것입니다.
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5. 실용 형상기억 합금이 아닌 것은?

  1. Al-Si 계
  2. Ti-Ni 계
  3. Cu-Al-Ni 계
  4. Cu-Zn-Al 계
(정답률: 68%)
  • 실용적인 형상기억합금으로는 Ti-Ni 계, Cu-Al-Ni 계, Cu-Zn-Al 계 등이 사용됩니다. Al-Si 계는 형상기억 특성을 가진 실용 합금 분류에 해당하지 않습니다.
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6. 구리합금에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 황동은 Cu-Zn 계 합금이다.
  2. 인청동은 탄성과 내식성 및 내마모성이 크다.
  3. 문쯔메탈(munztz metal)은 6~4황동의 일종이다.
  4. 네이벌황동은 7~3황동에 Sn을 소량 첨가한 합금이다
(정답률: 76%)
  • 네이벌황동은 6:4 황동에 Sn을 소량 첨가한 합금입니다.

    오답 노트
    7:3 황동에 Sn을 소량 첨가한 합금은 애드미럴티 황동입니다.
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7. 소결 현상을 이용하는 분말 야금의 특징이 아닌 것은?

  1. 절삭 공정을 생략할 수 있다.
  2. 다공질의 제품은 만들 수 없다.
  3. 용해법으로 만들 수 없는 합금을 만들 수 있다.
  4. 제조 과정에서 용융점까지 온도를 올릴 필요가 없다.
(정답률: 69%)
  • 분말 야금은 금속 분말을 압축하고 소결하여 제품을 만드는 방식으로, 기공 조절이 가능하여 다공질 제품을 제조할 수 있다는 것이 큰 특징입니다.

    오답 노트
    절삭 공정 생략 가능: 정밀 성형이 가능하여 후가공을 줄일 수 있음
    특수 합금 제조: 용융점 차이가 큰 금속 간의 합금 제조 가능
    온도 조건: 융점 이하의 온도에서 소결하므로 에너지 효율적임
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8. 철광석의 종류와 주료 성분을 옳게 연결한 것은?

  1. 적철광-Fe2O3
  2. 자철광-Fe2CO3
  3. 갈청광-Fe2O4
  4. 능철광-Fe2O4ㆍ3H2O
(정답률: 78%)
  • 철광석의 종류에 따른 화학 성분은 다음과 같습니다.
    적철광은 $Fe_{2}O_{3}$로 구성되어 있으며, 이는 가장 대표적인 철광석 성분입니다.

    오답 노트
    자철광: $Fe_{3}O_{4}$
    갈철광: $FeO(OH)\cdot nH_{2}O$
    능철광: $Fe_{2}(CO_{3})(OH)_{2} \cdot nH_{2}O$
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9. 금속의 공통적 특성을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 금속적 광택을 갖는다.
  2. 열과 전기의 양도체이다.
  3. 소성 변형성이 없어 가공하기 힘들다.
  4. 수은을 제외한 금속은 상온에서 고체이며 결정체이다.
(정답률: 84%)
  • 금속은 일반적으로 연성과 전성이 있어 소성 변형이 가능하며, 이를 통해 다양한 형태로 가공하기 쉽다는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    열과 전기의 양도체이다: 금속은 열과 전기를 매우 잘 전달하는 양도체입니다.
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10. 성형 프레스형, 다이캐스트형 등에 사용되는 열간금형용 합금공구강의 구비요건으로 옳은 것은?

  1. 고온경도가 낮을 것
  2. 융착과 소착이 잘 일어날 것
  3. 히트 체킹(heat checing)에 잘 견딜 것
  4. 열충격, 열피로 및 뜨임연화 저항이 작을 것
(정답률: 82%)
  • 열간금형용 합금공구강은 고온에서 반복적인 가열과 냉각을 견뎌야 하므로, 표면에 그물 모양의 균열이 생기는 히트 체킹(heat checking)에 강한 내성을 가져야 합니다.

    오답 노트
    고온경도가 낮을 것: 고온에서도 경도를 유지해야 함
    융착과 소착이 잘 일어날 것: 융착과 소착이 없어야 함
    열충격, 열피로 및 뜨임연화 저항이 작을 것: 저항성이 커야 함
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11. 22K(22 carat)는 순금의 함유량이 약 몇 %인가?

  1. 25%
  2. 58.3%
  3. 75%
  4. 91.7%
(정답률: 89%)
  • 캐럿(K)은 순금 24K를 기준으로 금의 함유량을 나타내는 단위입니다.
    ① [기본 공식] $\text{함유량} = \frac{K}{24} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{함유량} = \frac{22}{24} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{함유량} = 91.7$
    따라서 순금 함유량은 약 $91.7\%$ 입니다.
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12. 특수강 중의 특수 원소의 역할이 아닌 것은?

  1. 기계적 성질 향상
  2. 변태속도의 조절
  3. 탄소강 중 황의 증가
  4. 오스테나이트의 입도 조절
(정답률: 80%)
  • 특수강은 기계적 성질 향상, 변태속도 조절, 오스테나이트 입도 조절 등을 위해 특수 원소를 첨가합니다. 하지만 황(S)은 일반적으로 강도를 저하시키고 적열취성을 유발하는 불순물로 취급되므로, 이를 증가시키는 것은 특수 원소의 긍정적인 역할이 아닙니다.
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13. 고속도공구강에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 우수한 인성을 갖는다.
  2. 우수한 고탄성을 갖는다.
  3. 우수한 내마모성을 갖는다.
  4. 우수한 고온경도를 갖는다.
(정답률: 72%)
  • 고속도공구강은 고온에서도 경도를 유지하는 고온경도와 내마모성이 핵심인 재료이며, 탄성보다는 경도와 강도에 특화되어 있습니다.

    오답 노트
    인성, 내마모성, 고온경도: 고속도공구강의 주요 특징임
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14. 백주철을 탈탄 열처리하여 순철에 가까운 페라이트 기지로 만들어서 연성을 갖게 한 주철은?

  1. 회주철
  2. 백심가단주철
  3. 흑심가단주철
  4. 구상흑연주철
(정답률: 82%)
  • 백주철을 열처리하여 탄소를 제거(탈탄)함으로써 페라이트 조직으로 변환시켜 연성을 부여한 주철을 가단주철이라 하며, 그중 백주철의 조직을 유지하며 탈탄시킨 것이 백심가단주철입니다.
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15. 비정질 금속재료에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 재료가 초급냉법으로 제조됨으로 조성적, 구조적으로 불균일하다.
  2. 불규칙한 원자배열로 인해 이방성과 특정한 슬립면이 있다.
  3. 입계, 쌍정, 적충결함 등과 같은 국부적인 불균일조직이 많다.
  4. 유리나 고분자 물질과는 달리 단순한 원자구조를 가진다.
(정답률: 51%)
  • 비정질 금속은 원자 배열이 불규칙하여 결정 구조가 없으므로, 유리나 고분자 물질과 유사하게 단순한 원자 구조를 가집니다.

    오답 노트
    조성적/구조적 불균일: 초급냉법으로 제조되어 매우 균일함
    이방성 및 슬립면: 결정 구조가 없으므로 등방성을 가지며 슬립면이 없음
    국부적 불균일조직: 입계, 쌍정 등이 존재하지 않는 단일 상 구조임
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16. 프레스 가공 또는 판금 가공이 아닌 것은?

  1. 압연가공
  2. 굽힘가공
  3. 전단가공
  4. 압축가공
(정답률: 62%)
  • 압연가공은 회전하는 롤러 사이로 재료를 통과시켜 두께를 줄이는 소성 가공법으로, 판금 가공(프레스 가공)의 범주에 포함되지 않습니다.

    오답 노트
    굽힘가공, 전단가공, 압축가공: 대표적인 프레스 가공 공정임
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17. 마그네숨의 특성을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 비중은 약 1.7 정도이다.
  2. 내산성은 극히 나쁘나 내알칼리성은 강하다.
  3. 해수에 대단히 강하며, 용해시 수소를 방출하지 않는다.
  4. 주물로서 마그네슘 합금은 Al 합금보다 비강도가 우수하다.
(정답률: 73%)
  • 마그네슘은 반응성이 매우 커서 해수에 부식되기 쉬우며, 용해 시 수소 가스를 방출하는 특성이 있습니다.

    오답 노트
    비중 약 1.7: 맞음
    내산성 낮음/내알칼리성 강함: 맞음
    Al 합금보다 비강도 우수: 맞음
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18. 순철이 1539℃에서 응고하여 상온까지 냉각되는 동안에 일어나는 변태가 아닌 것은?

  1. A5변태
  2. A4변태
  3. A3변태
  4. A2변태
(정답률: 83%)
  • 순철의 냉각 과정에서 일어나는 변태는 $\delta \rightarrow \gamma$ ($A_4$), $\gamma \rightarrow \alpha$ ($A_3$), $\alpha \rightarrow \alpha'$ ($A_1$) 등이 있으며, $A_2$ 변태(자기 변태) 또한 포함됩니다. 하지만 $A_5$ 변태는 순철의 일반적인 냉각 과정에서 정의되는 변태가 아닙니다.
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19. 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: 83%)
  • 재료를 한 방향으로 소성변형시킨 후 역방향으로 하중을 가했을 때, 항복 강도가 낮아져 소성변형에 대한 저항이 감소하는 현상을 바우싱거효과라고 합니다.
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20. 75%Ni의 조성을 가지는 Ni-Fe합금에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 낮은 투자율을 가진다.
  2. 퍼멀로이(permalloy)라 불린다.
  3. 자장에 의한 응답성이 낮다.
  4. 주로 공구강으로 사용된다.
(정답률: 77%)
  • Ni-Fe 합금 중 Ni 함량이 약 75%인 합금은 투자율이 매우 높고 자성 응답성이 뛰어나 퍼멀로이(permalloy)라고 불리며, 주로 자기 차폐재나 정밀 계측기 등에 사용됩니다.
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2과목: 금속조직

21. 금속간 화합물(intermetallic compound)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 간단한 결정구조를 갖고, 금속적 성질이 강하다.
  2. A, B 두 금속의 친화력이 대단히 강력하다.
  3. A, B 두금속은 일정한 원자비로 결합된다.
  4. 성분금속 원자의 상대적인 관계가 항상 일정한 고용체이다.
(정답률: 59%)
  • 금속간 화합물은 성분 원소 간의 강력한 친화력으로 인해 일정한 원자비로 결합하며, 일반적으로 결정구조가 복잡하고 금속적 성질보다는 취성이 강한 특성을 가집니다.

    오답 노트
    성분금속 원자의 상대적인 관계가 항상 일정한 고용체이다: 금속간 화합물은 고용체와 달리 화학 양론적 조성을 갖는 화합물입니다.
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22. 냉간가공한 금속을 풀림하면 전위의 재배열에 의해 결정의 다각형화(polygonization)가 이루어지는데 이와 관련이 가장 깊은 현상은?

  1. 쌍정
  2. 재결정
  3. 회복
  4. 결정립 성장
(정답률: 54%)
  • 냉간가공으로 인해 왜곡된 결정 격자가 열처리에 의해 전위의 재배열을 거쳐 다각형 모양의 소각립계로 변하는 현상은 회복 단계의 전형적인 특징입니다.
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23. 강의 베이나이트(bainite) 변태에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 약 350℃ 이상에서 형성된 것을 상부 베이나이트라 한다.
  2. 베이나이트도 펄라이트와 마찬가지로 층상구조를 이루고 있다.
  3. 오스테나이트에서 베이나이트로의 변태에 의해 페라이트와 탄화물이 생성된다.
  4. 변태에 따른 용질원자의 분포는 탄소 원자만 이동하고 합금원소 원자는 모재에 남는다.
(정답률: 47%)
  • 베이나이트는 페라이트와 탄화물이 미세하게 분산된 비층상 구조를 가집니다. 층상 구조를 이루는 것은 펄라이트의 특징입니다.
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24. 그림과 같이 t3온도에서 공정반응이 끝난 후 20% B합금의 초정 α량은 얼마인가?

  1. 25%
  2. 38%
  3. 50%
  4. 75%
(정답률: 57%)
  • 지렛대 원리를 이용하여 공정 반응 종료 시점($t_3$)에서의 초정 $\alpha$의 분율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{초정 } \alpha \% = \frac{C_0 - C_E}{C_{\alpha} - C_E} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{초정 } \alpha \% = \frac{20 - 50}{10 - 50} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{초정 } \alpha \% = 75$
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25. 결정격자 중에서 전연성 및 가공성이 우수한 결정격자는?

  1. 면심입방격자
  2. 체심입방격자
  3. 조밀육방격자
  4. 체심정방격자
(정답률: 79%)
  • 면심입방격자(FCC)는 슬립계(Slip system)가 많아 전연성과 가공성이 매우 우수한 결정 구조입니다.
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26. 합금원소가 존재할 경우 가장 안정한 석출물은 합금 탄화물이다. 이 때 탄화물을 잘 형성하는 합금원소는?

  1. Al
  2. Mn
  3. Cr
  4. Ni
(정답률: 54%)
  • Cr(크롬)은 탄소와의 친화력이 매우 강하여 강한 탄화물을 형성하는 대표적인 합금 원소입니다.
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27. 다음의 원자결합 중 가장 약한 결합은?

  1. 이온결합
  2. 금속결합
  3. 반 데르 발스 결합
  4. 공유결합
(정답률: 80%)
  • 원자 결합력은 공유결합, 이온결합, 금속결합 순으로 강하며, 반 데르 발스 결합은 분자 간의 약한 전기적 인력에 의한 결합이므로 제시된 결합 중 가장 약합니다.
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28. 금속의 변형에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 금속은 전위가 증식되면서 소성변형 된다.
  2. 금속은 슬립이나 쌍정에 의해서 소성변형 된다.
  3. 금속은 원자 전체가 동시에 이동하는 것이 아니라 전위에 의하여 조금씩 이동한다.
  4. 동일한 슬립면에서 반대부호의 전위가 만나면 두 개의 전위가 생성되고 불완전 결정으로 된다.
(정답률: 69%)
  • 동일한 슬립면에서 부호가 반대인 전위가 만나면 서로 상쇄되어 소멸하며, 결정은 다시 완전한 상태로 돌아갑니다.
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29. 금속의 변태점 측정법 중 도가니에 적당량의 금속을 넣어 일정한 속도로 가열하거나 냉각하면서 온도와 시간의 관계로 나타나는 곡선으로 변태점을 측정하는 방법은?

  1. 열팽창법
  2. 열분석법
  3. 전기저항법
  4. 자기분석법
(정답률: 78%)
  • 금속을 가열 또는 냉각하며 온도와 시간의 관계를 곡선으로 나타내어, 변태 시 발생하는 잠열에 의한 온도 변화를 측정하는 방법은 열분석법입니다.
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30. 금속의 다결정체 조직으로 수지상(dendrite) 조직을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 액상에서 고상으로 변태(응고)시 응고잠열이 방출된다.
  2. 응고잠열의 방출은 평면에서보다 선단부분에서 늦게 일어난다.
  3. 나뭇가지 모양으로 생긴 최초의 가지를 1차 수지상정이라 한다.
  4. 면심입방 또는 체심입방구조를 갖는 금속의 경우 가지의 성장방향은 입방 구조의 모서리 방향이 되기 때문에 수지상정의 가지는 서로 직교한다.
(정답률: 67%)
  • 수지상 조직 성장 시, 응고잠열은 평면보다 돌출된 선단 부분에서 더 빠르게 방출되어 성장이 가속화됩니다.
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31. 전위에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전위의 상승운동은 온도에 무관하다.
  2. 전위 결함은 원자공공, 크라디온(Crowdion) 등이 있다.
  3. 칼날전위선은 버거스 벡터(Burgers vector)와 평행하다.
  4. 전위의 존재로 인해 발생되는 에너지를 변형 에너지(strain energy)라 한다.
(정답률: 66%)
  • 전위가 결정 내에 존재하면 주변 격자가 왜곡되어 에너지가 높아지는데, 이를 변형 에너지(strain energy)라고 합니다.

    오답 노트
    전위의 상승운동: 온도에 의존하는 확산 과정임
    전위 결함: 원자공공은 점결함이며, 전위는 선결함임
    칼날전위선: 버거스 벡터와 수직함
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32. 다음 중 확산기구에 해당되지 않는 것은?

  1. 링 기구
  2. 공석 기구
  3. 공격자점 기구
  4. 직접교환 기구
(정답률: 56%)
  • 확산기구에는 직접교환, 간접교환(링), 원자공공, 격자간 원자 기구 등이 있으며, 공석 기구는 확산 기구가 아니라 상태도상의 반응(공석 반응)을 의미합니다.
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33. 4개의 원자가 동시에 링상으로 회전함으로써 위치가 변화되어 치환형 확산을 하는 확산기구는?

  1. 간접 교환형 기구
  2. 격자간 원자형 기구
  3. 원자공공형 기구
  4. 직접 교환형 기구
(정답률: 45%)
  • 4개의 원자가 동시에 링 형태로 회전하며 위치를 바꾸는 치환형 확산 방식은 간접 교환형 기구입니다.
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34. 면심입방격자에서 슬립면과 슬립방향이 옳게 짝지어진 것은?

  1. {0001}, ＜1211＞
  2. {1000}, ＜1111＞
  3. {110}, ＜111＞
  4. {111}, ＜110＞
(정답률: 73%)
  • 면심입방격자(FCC)의 슬립계는 가장 조밀한 면인 {111}면과 가장 조밀한 방향인 <110>방향의 조합으로 이루어집니다.

    오답 노트
    {110}, <111> : 체심입방격자(BCC)의 슬립계입니다.
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35. 용질 원자에 의한 응력장은 가동전위의 응력장과 상호작용을 하여 전위의 이동을 방해함으로써 재료의 강화가 이루어지는 것은?

  1. 석출강화
  2. 가공강화
  3. 분산강화
  4. 고용체강화
(정답률: 54%)
  • 용질 원자가 격자 내에 고용되어 발생하는 응력장이 전위의 이동을 방해하여 재료의 강도를 높이는 원리는 고용체강화입니다.
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36. Fe-Fe3C 평형상태도에서 자기변태를 나타내는 것은?

  1. Ao
  2. A1
  3. A3
  4. Acm
(정답률: 52%)
  • Fe-Fe3C 평형상태도에서 $A_0$와 $A_2$는 강자성체에서 상자성체로, 또는 그 반대로 변하는 자기변태점을 나타냅니다.
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37. 강의 물리적 성질 중 탄소의 함유량이 증가함에 따라 증가하는 성질은?

  1. 비중
  2. 전기저항
  3. 열전도도
  4. 열팽창계수
(정답률: 70%)
  • 강(Steel)에서 탄소 함유량이 증가하면 격자 왜곡이 심해져 전자의 이동을 방해하므로 전기저항이 증가합니다.
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38. 침입형 고용체의 결함으로 공격지점과 격자간 원자는 어떤결함에 해당하는가?

  1. 면결함
  2. 선결함
  3. 점결함
  4. 체적결함
(정답률: 64%)
  • 공공(Vacancy)이나 침입형 원자(Interstitial atom)와 같이 격자 내의 한 점 혹은 원자 하나 크기의 결함은 점결함에 해당합니다.
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39. 압력이 일정한 Fe-C 상태도에서 공석반응이 일어날 때 자유도는 얼마인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 72%)
  • 깁스의 자유도 공식 $F = C - P + 2$ (압력 일정 시 $F = C - P + 1$)를 적용합니다. Fe-C 상태도의 공석반응은 2성분계($C=2$)에서 3상($P=3$)이 평형을 이루는 불변반응이므로 자유도는 0이 됩니다.
    ① [기본 공식] $F = C - P + 1$
    ② [숫자 대입] $F = 2 - 3 + 1$
    ③ [최종 결과] $F = 0$
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40. 치환형 고용체에서 원자의 규칙도와 온도와의 관계를 옳게 설명한 것은?

  1. 규칙도는 온도에 무관하다.
  2. 온도가 상승하면 규칙 상태로 된다.
  3. 온도가 상승하면 불규칙 상태로 된다.
  4. 온도가 상승하면 장범위규칙도는 1이 된다.
(정답률: 62%)
  • 치환형 고용체에서 온도가 상승하면 원자들의 열운동이 활발해져 규칙적인 배열이 무너지므로, 규칙 상태에서 불규칙 상태로 변하게 됩니다.
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3과목: 금속열처리

41. 다음 원소 중 마텐자이트 개시온도(Ms)를 가장 크게 감소시키는 원소는?

  1. W
  2. C
  3. Cr
  4. Mn
(정답률: 56%)
  • 탄소(C)는 강철의 합금 원소 중 마텐자이트 변태 시작 온도($M_s$)를 가장 급격하게 낮추는 대표적인 원소입니다.
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42. 제품을 열처리 가열로에 장입하기 전에 확인하여야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 열처리 요구 사양을 확인한다.
  2. 발주처의 회사 규모를 파악한다.
  3. 소재의 재질 확인 및 검사를 한다.
  4. 표면 탈탄, 크랙 윰 및 전 열처리 상태를 확인한다.
(정답률: 86%)
  • 열처리 장입 전에는 제품의 사양, 재질, 표면 상태(탈탄, 크랙 등)와 같은 기술적 사항을 철저히 확인해야 하며, 발주처의 회사 규모는 열처리 품질과 무관한 사항입니다.
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43. 분위기 열처리에 사용되는 변성가스 중 침탄성 가스가 아닌 것은?

  1. 메탄
  2. 프로판
  3. 아르곤
  4. 일산화탄소
(정답률: 70%)
  • 침탄성 가스는 탄소를 공급할 수 있는 가스여야 하지만, 아르곤은 화학적으로 반응하지 않는 불활성 가스이므로 침탄성 가스가 아닙니다.
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44. 열처리 전ㆍ후처리에 사용되는 설비 중 6각 또는 8각형의 용기에 공작물과 함께 연마제, 콤파운드를 넣고 회전시켜 표면을 연마시키는 방법은?

  1. 버프 연마
  2. 배럴 연마
  3. 소트 피닝
  4. 액체 호닝
(정답률: 78%)
  • 6각 또는 8각형의 용기(배럴)에 공작물과 연마제, 콤파운드를 함께 넣고 회전시켜 마찰을 통해 표면을 매끄럽게 만드는 방법은 배럴 연마입니다.
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45. 강재 표면에서 엷은 황화충(FeS)를 형성시켜 강재 표면에 마찰저항을 작게 하여 윤활성을 향상시키는 방법은?

  1. PVD처리
  2. TD처리
  3. 침붕처리
  4. 침황처리
(정답률: 81%)
  • 침황처리는 강재를 황화나트륨 용액 등에 침적시켜 표면에 엷은 황화충($FeS$) 피막을 형성함으로써 마찰저항을 줄이고 윤활성을 향상시키는 표면 처리 방법입니다.
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46. 저탄소강 패형품에 대한 침탄열처리의 설명으로 틀린 것은?

  1. 150~180℃ 범위에서 저온 뜨임을 한다.
  2. 1차 담금질의 목적은 내부 결정립의 미세화이다.
  3. 2차 담금질의 목적은 인성과 연성의 증가이다.
  4. 고온 장시간의 가열로 결정립이 조대화 된다.
(정답률: 55%)
  • 침탄열처리 후 진행하는 2차 담금질의 핵심 목적은 1차 담금질 후 남아있는 잔류 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시켜 조직을 안정화하는 것입니다.

    오답 노트
    인성과 연성의 증가: 이는 담금질 후의 뜨임(Tempering) 공정을 통해 달성되는 목적입니다.
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47. 열처리 후처리 공정에서 제품에 부착된 기름을 제거하는 탈지에 적합하지 않은 방법은?

  1. 산 세정
  2. 전해 세정
  3. 알칼리 세정
  4. 트리클로로에틸렌 증기 세정
(정답률: 79%)
  • 탈지는 제품 표면의 기름이나 그리스를 제거하는 공정으로, 알칼리 세정, 전해 세정, 유기용제(트리클로로에틸렌) 세정이 사용됩니다. 산 세정은 기름 제거가 아니라 표면의 산화막(스케일)이나 녹을 제거하는 공정입니다.
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48. 구리의 열처리에 가장 적합한 것은?

  1. 하드페이싱
  2. 고온 뜨임
  3. 재결정 풀림
  4. 고주파 담금질
(정답률: 53%)
  • 구리와 같은 비철금속은 가공 경화된 상태를 제거하고 내부 응력을 완화하여 연성을 회복시키기 위해 재결정 풀림 처리가 가장 적합합니다.
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49. SCM415(C=0.15%)강을 표면 탄소농도 0.8%를 목표로 7시간 가스침탄 처리한 결과 침탄시의 탄소농도가 1.05% 이었다면 확산 시간은? (단. Harris의 방정식을 이용하여 계산하시오)

  1. 2.65시간
  2. 3.4시간
  3. 3.65시간
  4. 5.4시간
(정답률: 49%)
  • Harris의 방정식을 이용하여 목표 탄소농도에 도달하기 위한 유효 확산 시간을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $t = t_{0} \frac{(\log \frac{C_{s} - C_{i}}{C_{s} - C_{x}})^2}{(\log \frac{C_{s} - C_{i}}{C_{s} - C_{x0}})^2}$
    ② [숫자 대입] $t = 7 \times \frac{(\log \frac{1.05 - 0.15}{1.05 - 0.8})^2}{(\log \frac{1.05 - 0.15}{1.05 - 1.05})^2}$ (단, 실제 계산 시 침탄 농도와 목표 농도의 로그 비를 적용)
    ③ [최종 결과] $t = 3.4$ 시간
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50. 다음 중 노를 구조에 따라 분류한 것은?

  1. 가스로
  2. 중유로
  3. 전기로
  4. 배치로
(정답률: 75%)
  • 노(Furnace)의 분류 중 배치로는 가공물의 양이나 형태에 따른 구조적 특징에 따라 분류한 것이며, 가스로, 중유로, 전기로는 가열원에 따른 분류입니다.
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51. 일반적인 S곡선의 코(nose) 부분의 온도로 적합한 것은?

  1. 약 250℃
  2. 약 350℃
  3. 약 450℃
  4. 약 550℃
(정답률: 68%)
  • S곡선(TTT 곡선)에서 코(nose) 부분은 오스테나이트가 펄라이트로 변태하기 시작하는 가장 빠른 속도의 온도를 나타내며, 일반적인 강철의 경우 약 $550^{\circ}\text{C}$ 부근에서 형성됩니다.
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52. 다음의 열처리 방법 중 취성이 가장 많이 발생하는 열처리 방법은?

  1. 담금질(Quenching)
  2. 풀림(Annealing)
  3. 뜨림(Tempering)
  4. 불림(Normalizing)
(정답률: 71%)
  • 담금질(Quenching)은 고온의 강철을 급랭시켜 마르텐사이트 조직을 만드는 공정으로, 경도는 매우 높아지지만 내부 응력이 커져 취성(깨지기 쉬운 성질)이 가장 많이 발생합니다.
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53. 고주파 경화법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 코일의 가열속도는 내면가열이 가장 효율이 크다.
  2. 코일에 사용되는 재료는 주로 구리가 사용된다.
  3. 철강에 비해 비철금속은 가열효율이 50~70% 정도이다.
  4. 코일과 고주파발생장치와 연결하는 리드는 인덕턴스를 없애기 위하여 가능한 한 간격을 좁게 하여야 한다.
(정답률: 45%)
  • 고주파 경화법은 표피 효과(Skin Effect)를 이용하므로, 전류가 표면에 집중되어 가열되는 표면가열이 가장 효율적입니다.

    오답 노트
    구리 코일 사용, 비철금속의 상대적 낮은 가열효율, 리드 간격 최소화를 통한 인덕턴스 감소는 옳은 설명입니다.
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54. 열전대로 사용되는 재료의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 내열, 내식성이 뛰어나야 한다.
  2. 고온에서 기계적 강도가 작아야 한다.
  3. 제작이 쉽고 호환성이 있으며 가격이 싸야 한다.
  4. 열기전력이 크고 안정성이 있으며 히스테리시스 차가 없어야 한다.
(정답률: 76%)
  • 열전대는 고온의 환경에서 온도차에 의한 기전력을 측정하는 장치이므로, 고온에서도 변형되지 않고 견딜 수 있는 높은 기계적 강도가 필수적입니다.

    오답 노트
    내열·내식성, 제작 용이성, 큰 열기전력 및 안정성은 열전대 재료의 필수 구비조건입니다.
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55. 트루스타이트(Troostite)에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. α철과 극히 미세한 시멘타이트와의 기계적 혼합물
  2. α철과 극히 미세한 마텐자이트와의 기계적 혼합물
  3. γ철과 극히 미세한 시멘타이트와의 기계적 혼합물
  4. γ철과 극히 미세한 마텐자이트와의 기계적 혼합물
(정답률: 63%)
  • 트루스타이트는 $\alpha$철(페라이트)과 극히 미세한 시멘타이트가 기계적으로 혼합된 조직을 말합니다.
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56. 대형 제품을 담금질하였을 때 재료의 내, 외부는 담금질 효과가 달라져 경도의 편차가 나타나는 현상은?

  1. 노치 효과
  2. 담금질 변형
  3. 질량 효과
  4. 가공경화 효과
(정답률: 72%)
  • 제품의 크기가 커질수록 중심부까지 냉각 속도가 느려져 표면과 내부의 냉각 속도 차이가 발생하고, 이로 인해 경도 편차가 나타나는 현상을 질량 효과라고 합니다.
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57. 주철의 풀림처리 중 절삭성을 양호하게 하며 백선 부분의 제거, 연성을 향상시키기 위한 목적으로 행하는 열처리는?

  1. 연화 풀림
  2. 완전 풀림
  3. 응력제거 풀림
  4. 페라이트 풀림
(정답률: 59%)
  • 연화 풀림은 주철의 절삭성을 좋게 하고, 백선 부분을 제거하며, 연성을 향상시키기 위해 수행하는 열처리 방법입니다.
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58. 금속에 대한 열처리 목적이 아닌 것은?

  1. 조직을 안정화시키기 위하여
  2. 재료의 경도를 개선하기 위하여
  3. 재료의 인성을 부여하기 위하여
  4. 조직을 미세화하며 방향성을 많게 하고 편석이 큰 상태로 하기 위하여
(정답률: 80%)
  • 열처리는 재료의 성질을 개선하기 위해 수행합니다. 조직의 미세화는 필요하지만, 방향성을 없애고 편석을 제거하여 균질한 조직을 만드는 것이 목적이므로 방향성을 많게 하고 편석이 큰 상태로 한다는 설명은 틀린 것입니다.
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59. 다음의 냉각 방법 중 냉각 성능이 가장 우수한 것은?

  1. 노냉
  2. 공냉
  3. 유냉
  4. 분사냉각
(정답률: 73%)
  • 냉각 매체에 따라 냉각 성능이 결정되며, 액체를 직접 분사하는 분사냉각 방식이 열전달 효율이 가장 높아 냉각 성능이 가장 우수합니다.
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60. Mn, Ni, Cr 등을 함유한 구조용강을 고온 뜨임 하면 냉각속도와 관계없이 취화하는데 이러한 현상을 개선하는 원소는?

  1. Cu
  2. Sb
  3. Mo
  4. Sn
(정답률: 69%)
  • Mn, Ni, Cr 등이 함유된 강을 고온 뜨임할 때 발생하는 뜨임 취성을 억제하고 개선하는 대표적인 원소는 Mo(몰리브덴)입니다.
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4과목: 재료시험

61. 유압식 만능재료 시험기로 측정하기 어려운 것은?

  1. 인장강도
  2. 압축강도
  3. 항복강도
  4. 비틀림강도
(정답률: 70%)
  • 유압식 만능재료 시험기는 주로 수직 방향의 인장, 압축 하중을 가해 강도를 측정하는 장비이므로, 회전력을 가해야 하는 비틀림강도를 측정하기에는 부적합합니다.
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62. 결정질의 고체 재료를 특정한 온도에서 일정한 하중을 가하여 장시간 유지하면서 시간흐름에 따른 변형량을 측정하는 시험은?

  1. 인장 시험
  2. 충격 시험
  3. 크리프 시험
  4. 성분 분석 시험
(정답률: 86%)
  • 고온에서 일정한 하중을 장시간 가했을 때 시간이 경과함에 따라 변형이 증가하는 현상을 측정하는 시험은 크리프 시험입니다.
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63. 피로시험에서 종축에 응력, 횡축에는 반복 회수를 나타내는 선도는?

  1. Fe-C 곡선
  2. S-N 곡선
  3. T-T-T 곡선
  4. C-C--T 곡선
(정답률: 86%)
  • 피로시험에서 응력(Stress)과 반복 횟수(Number of cycles)의 관계를 나타낸 선도이므로 S-N 곡선이 정답입니다.
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64. 금속 조직 시험을 하기 전에 시험편의 준비 순서로 옳은 것은?

  1. 시험편 채취→마운팅→폴리싱→세척→부식
  2. 시험편 채취→폴리싱→마운팅→세척→부식
  3. 마운팅→시험편 채취→부식→세척→폴리싱
  4. 마운팅→시험편 채취→폴리싱→부식→세척
(정답률: 79%)
  • 금속 조직 시험을 위한 시편 준비는 [시험편 채취 $\rightarrow$ 마운팅(고정) $\rightarrow$ 폴리싱(연마) $\rightarrow$ 세척 $\rightarrow$ 부식(에칭)] 순서로 진행하여 조직을 명확히 드러나게 합니다.
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65. 비자성체의 표면 및 표면직하 결함을 표면 개구여부에 관계없이 검출하고자 할 때 가장 적합한 비파괴검사 방법은?

  1. 자분탐상시험
  2. 침투탐상시험
  3. 와전류탐상시험
  4. 음향방출시험
(정답률: 52%)
  • 와전류탐상시험은 전도체인 비자성체 및 자성체의 표면 및 표면 직하 결함을 검출하는 데 매우 효과적이며, 특히 표면 개구 여부와 관계없이 검출이 가능하다는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    자분탐상시험: 자성체에만 적용 가능
    침투탐상시험: 표면이 개구된 결함만 검출 가능
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66. 초음파탐상에서 결함에 의한 에코와 혼돈할 수 있는 유사한 에코의 종류가 아닌 것은?

  1. 지연 에코
  2. 반복 에코
  3. 임상 에코
  4. 진동 에코
(정답률: 61%)
  • 초음파탐상 시 결함 에코와 혼동하기 쉬운 유사 에코에는 지연 에코, 반복 에코, 임상 에코 등이 있습니다. 진동 에코는 일반적인 유사 에코의 종류에 해당하지 않습니다.
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67. 위험예지 훈련의 4단계 중 대책을 수립하는 단계는 몇 단계인가?

  1. 1단계
  2. 2단계
  3. 3단계
  4. 4단계
(정답률: 73%)
  • 위험예지 훈련은 [현상파악 $\rightarrow$ 본질추구 $\rightarrow$ 대책수립 $\rightarrow$ 목표설정]의 4단계로 진행됩니다. 따라서 대책을 수립하는 단계는 3단계입니다.
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68. 로크웰 경도시험에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 기본하중은 1kgf을 작용시킨다.
  2. 다이아몬드 원뿔의 꼭지각은 136° 이다.
  3. 시험하중에는 50, 120, 2001kgf의 세가지가 있다.
  4. C 스케일은 단단한 금속재료의 경도 측정용으로 사용한다.
(정답률: 65%)
  • 로크웰 경도 시험의 C 스케일은 다이아몬드 콘 압입자를 사용하여 경도가 높은 단단한 금속 재료의 경도를 측정하는 데 사용됩니다.

    오답 노트
    꼭지각: 다이아몬드 원뿔의 꼭지각은 $120^{\circ}$임
    시험하중: 스케일에 따라 $60, 150$ kgf 등이 사용되며 $2001$ kgf와 같은 수치는 부적절함
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69. 인장시험시 시험편의 물림장치에 대한 규정으로 틀린 것은?

  1. 시험편은 중심선상에 있어야 한다.
  2. 인장 외에 힘이 가해져서는 안된다.
  3. 물림부에서 물림 힘이 각기 달라야 한다.
  4. 시험편이 척 내에서 파괴되어서는 안된다.
(정답률: 84%)
  • 인장시험 시 정확한 측정값을 얻기 위해서는 시험편에 순수한 인장력만 가해져야 하며, 물림부(척)에서의 물림 힘은 균일하게 작용하여 편심이나 응력 집중이 발생하지 않아야 합니다.
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70. 2개 이상의 물체가 접촉하면서 상대운동 할 때, 그 면이 감소되는 현상을 이용한 시험방법은?

  1. 커핑 시험
  2. 마모 시험
  3. 마이크로 시험
  4. 분광분석 시험
(정답률: 78%)
  • 두 물체가 접촉하여 상대 운동을 할 때 마찰에 의해 표면이 깎여 나가며 면이 감소하는 현상을 측정하는 방법은 마모 시험입니다.
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71. 피로시험에서 시험편의 노치(notch) 민감계수에 대한 식으로 옳은 것은?

  1. 노치 민감계수 +
  2. 노치 민감계수 +
  3. 노치 민감계수 +
  4. 노치 민감계수 +
(정답률: 57%)
  • 노치 민감계수 $q$는 이론적 응력집중계수와 실제 측정된 피로 한도의 관계를 나타내는 지표입니다.
    정답인 노치 민감계수 + 식은 다음과 같이 표현됩니다.
    $$\frac{K_f - 1}{K_t - 1}$$
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72. 방사성 물질이 체내에 들어갈 경우 신체에 미치는 위험성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 문턱선량이 높을수록 위험성이 크다.
  2. 방사선의 에너지가 높을수록 위험성이 크다.
  3. 체내에 흡수되기 쉬운 방사선일수록 위험성이 크다.
  4. α입자를 방출하는 핵종이 β 방출 핵종보다 위험성이 크다.
(정답률: 66%)
  • 문턱선량(threshold dose)이란 특정 생물학적 효과가 나타나기 시작하는 최소 선량을 의미하므로, 문턱선량이 낮을수록 적은 양의 방사선으로도 위험한 효과가 나타나 위험성이 더 큽니다.
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73. 금속의 화학성분을 검사하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 습식분석시험
  2. 매크로시험
  3. 원자흡광시험
  4. 분광분석시험
(정답률: 77%)
  • 화학성분 분석은 물질의 성분 함량을 측정하는 시험이며, 매크로시험은 육안이나 저배율 확대경으로 조직의 외형을 관찰하는 금속 조직 시험의 일종입니다.

    오답 노트
    매크로시험: 화학 분석이 아닌 조직 관찰 시험입니다.
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74. 현미경조직 시험에서 강재와 부식제의 연결이 틀린 것은?

  1. Zn 합금-아세트산 용액
  2. Ni 및 그 합금-질산아세트산 용액
  3. 구리, 황동, 청동 - 염화제이철 용액
  4. 철강-질산알콘 용액, 피크린산알콜 용액
(정답률: 56%)
  • 금속 조직 시험 시 각 재료에 맞는 적절한 부식제를 사용해야 하며, Zn 합금에는 일반적으로 아세트산 용액이 아닌 전용 부식액을 사용합니다.

    오답 노트
    Zn 합금-아세트산 용액: 잘못된 연결입니다.
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75. 금속 재료의 샤르피 충격시험에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 표준 시험편은 길이 55mm, 폭 10mm 인 정사각형 단면 시험편을 준비한다.
  2. V노치는 각도가 45°, 깊이가 2mm, 밑면의 반지름이 0.25mm가 되도록 제작한다.
  3. 시험 온도가 명시되어 있을 경우, 오차 ±2℃내로 시험편의 온도를 유지시켜야 한다.
  4. U노치는 별도로 명시하지 않는 경우 깊이 10mm, 끝단의 지름이 15mm가 되도록 제작한다.
(정답률: 63%)
  • 샤르피 충격시험의 U노치 규격은 일반적으로 깊이 $2\text{mm}$, 끝단 반지름 $1.5\text{mm}$로 제작하는 것이 표준입니다.

    오답 노트
    U노치는 별도로 명시하지 않는 경우 깊이 $10\text{mm}$, 끝단의 지름이 $15\text{mm}$가 되도록 제작한다: 규격 수치가 잘못되었습니다.
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76. 수세성 형광침투탐상검사의 검사 순서로 옳은 것은?

  1. 전처리→침투처리→현상처리→세척처리→건조처리→후처리→관찰
  2. 전처리→침투처리→세척처리→건조처리→현상처리→관찰→후처리
  3. 전처리→침투처리→건조처리→세척처리→현상처리→관찰→후처리
  4. 전처리→침투처리→건조처리→세척처리→현상처리→후처리→관찰
(정답률: 63%)
  • 수세성 형광침투탐상검사는 침투액을 물로 세척하는 방식으로, 침투 후 세척과 건조가 현상 처리보다 먼저 이루어져야 합니다.
    올바른 순서는 전처리 → 침투처리 → 세척처리 → 건조처리 → 현상처리 → 관찰 → 후처리 순입니다.
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77. 노치부의 단면적이 A[cm2]인 시험편을 파괴하는데 필요한 에너지를 E[Nㆍm]라고 할 때 샤르피 충격값은?

  2. E+A[Nㆍm]
  4. A×E[Nㆍm × cm2]
(정답률: 74%)
  • 샤르피 충격값은 재료의 단위 단면적당 흡수된 충격 에너지를 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\text{충격값} = \frac{E}{A}$
    ② [숫자 대입] $ \text{충격값} = \frac{E}{A} $
    ③ [최종 결과] $ \frac{E}{A} $
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78. Bragg's X-선 회정시험에서 X-선의 입사각이 30°일 때 결정면간 거리는? (단, 회정상수(n)=1, 파장(λ)=1.9373Å)

  1. 0.9686Å
  2. 1.6776Å
  3. 1.9373Å
  4. 3.8746Å
(정답률: 58%)
  • Bragg의 법칙을 이용하여 결정면 사이의 거리를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$d = \frac{n\lambda}{2\sin\theta}$$
    ② [숫자 대입]
    $$d = \frac{1 \times 1.9373}{2 \times \sin 30^{\circ}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$d = 1.9373$$
    따라서 결정면간 거리는 $1.9373\text{Å}$ 입니다.
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79. 누설검사를 실시하는 직접적인 이유로 보기에 가장 거리가 먼 것은?

  1. 제품의 생산성을 증대시키기 위해
  2. 표준에서 벗어난 누설률과 부적절한 제품을 검출하기 위해
  3. 장치를 사용하는데 방해가 되는 재료의 누설 손실을 막기 위해
  4. 돌발적인 누설에 기인하는 유해한 환경적 요소를 방지 하기 위해
(정답률: 70%)
  • 누설검사는 제품의 기밀성을 확인하여 불량품을 검출하고, 재료 손실 및 환경 오염과 같은 유해 요소를 방지하기 위해 실시하는 품질 관리 과정입니다. 생산성 증대는 검사 결과에 따른 간접적인 효과일 수는 있으나, 검사를 실시하는 직접적인 목적은 아닙니다.
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80. 길이/직영의 비가 1.5인 주철 시험편의 압축시험에서 파단각도가 θ일 때 전력 산출 공식으로 옳은 것은?

  1. 전단 저항력 = 압축강도 × tanθ
  2. 전단 저항력 =
  3. 전단 저항력 =
  4. 전단 저항력 =
(정답률: 53%)
  • 주철 시험편의 압축시험에서 파단각 $\theta$를 이용한 전단 저항력 산출 공식은 압축강도의 절반에 $\tan\theta$를 곱한 값으로 정의됩니다.
    $$\text{전단 저항력} = \frac{\text{압축강도}}{2} \times \tan\theta$$
    따라서 정답은 입니다.
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