금속재료산업기사 필기 기출문제복원 (2014-09-20)

금속재료산업기사 2014-09-20 필기 기출문제 해설

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금속재료산업기사
(2014-09-20 기출문제)

목록

1과목: 금속재료

1. 7:3 황동에 Fe 2%와 소량의 Sn, Al을 첨가한 합금은?

  1. 저먼실버(German Silber)
  2. 문쯔메탈(Muntz Motal)
  3. 두라나메탈(역문 Motal)
  4. 틴 브론즈(Tin Bronze)
(정답률: 79%)
  • 7:3 황동에 $Fe$ 2%와 소량의 $Sn$, $Al$을 첨가하여 강도를 높인 합금은 두라나메탈(역문 Motal)입니다.
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2. 극저탄소 마텐자이트를 시효석출에 의하여 강인화 시킨 강은?

  1. 두랄루민
  2. 마르에이징
  3. 콘스탄탄
  4. 하이드로날륨
(정답률: 75%)
  • 마르에이징 강은 극저탄소 마텐자이트 조직을 기본으로 하며, 니켈-코발트 등의 합금 원소를 첨가한 후 시효 처리를 통해 미세한 금속간 화합물을 석출시켜 강도와 인성을 동시에 높인 강입니다.
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3. 재결정된 금속의 입자 크기를 옳게 설명한 것은?

  1. 가공도가 작을수록 크다.
  2. 가열시간이 길수록 작다.
  3. 가열온도가 높을수록 작다.
  4. 가공 전 결정입자가 크면 재결정 후 결정입도가 작다.
(정답률: 61%)
  • 재결정 시 가공도가 클수록 핵 생성 사이트가 많아져 입자가 작아지므로, 반대로 가공도가 작을수록 재결정된 입자의 크기는 커집니다.

    오답 노트
    가열시간/온도가 높을수록: 입자 성장으로 인해 크기가 커짐
    가공 전 결정입자가 크면: 재결정 후 입자도 커지는 경향이 있음
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4. 동(Cu)계 함유베어링(오일리스 베어링)의 주요 조성으로 옳은 것은?

  1. CU-Ti-Ni
  2. Cu-Ta-Al
  3. Cu-S-Cr
  4. Cu-Sn-C
(정답률: 59%)
  • 동계 함유베어링(오일리스 베어링)은 구리(Cu)에 주석(Sn)을 합금하고 흑연(C)을 분산시켜 윤활성을 높인 Cu-Sn-C 조성을 주로 사용합니다.
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5. 금속의 공통적 성질을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 수은을 제외하고 상온에서 고체이다.
  2. 열적 전기적 부도체이다.
  3. 가공성이 풍부하다.
  4. 금속적 광택이 있다.
(정답률: 91%)
  • 금속은 자유 전자를 가지고 있어 열과 전기를 매우 잘 전달하는 열적·전기적 도체입니다.

    오답 노트
    수은 제외 상온 고체: 금속의 일반적 상태
    가공성 풍부: 연성과 전성이 있음
    금속적 광택: 특유의 광택을 가짐
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6. 전기 방식용 양극재료, 도금용, 다이캐스팅용 등에 많이 사용되며 용융점이 약 420℃인 것은?

  1. Zn
  2. Be
  3. Mg
  4. Al
(정답률: 78%)
  • 아연(Zn)은 용융점이 약 $420^{\circ}\text{C}$로 낮아 다이캐스팅 공정에 매우 유리하며, 부식 방지를 위한 전기 방식용 양극재료 및 도금 재료로 널리 사용되는 금속입니다.
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7. 탄소의 함량이 0.025 이하의 순철의 종류가 아닌 것은?

  1. 목탄철
  2. 전해철
  3. 암코철
  4. 카아보닐철
(정답률: 74%)
  • 순철은 탄소 함량이 $0.025\%$이하인 철로, 전해철, 암코철, 카아보닐철 등이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    목탄철: 순철의 범주에 포함되지 않는 철입니다.
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8. 분말야금의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 절삭공정을 생략할 수 있다.
  2. 다공질재료의 제조가 가능하다.
  3. 고 융점 금속부품 제조가 적합하다.
  4. 서로 용해하여 융합되지 않는 합금의 제조는 불가능하다.
(정답률: 74%)
  • 분말야금은 금속 분말을 압축하고 소결하는 방식이므로, 서로 융합되지 않는 서로 다른 재료를 혼합하여 합금을 제조하는 것이 가능합니다.
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9. 수소저장합금에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 에틸렌을 수소화할 때 촉매로 쓸 수 있다.
  2. 저장된 수소를 이용할 때에는 금속수소화물에서 방출 시킨다.
  3. 수소가 방출되면 금속수소화물은 원래의 수소저장합금으로 되돌아간다.
  4. 수소를 흡장할 때 수축하고, 열에는 약하여 고온에서는 결정화하여 전혀 다른 재료가 되어 버린다.
(정답률: 78%)
  • 수소저장합금은 수소를 흡장할 때 일반적으로 팽창하며, 열적 안정성을 가지고 있어 고온에서 쉽게 결정화되어 다른 재료로 변하지 않습니다.
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10. 철강의 5대 원소에 해당되지 않는 것은?

  1. S
  2. Si
  3. Mn
  4. Mg
(정답률: 91%)
  • 철강의 5대 원소는 Fe(철), C(탄소), Si(규소), Mn(망간), P(인), S(황) 등을 포함하며, Mg(마그네슘)은 일반적인 5대 원소에 해당하지 않습니다.
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11. 주철의 일반적 특성을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 가단주철은 회주철을 열처리하여 만든다.
  2. 구상흑연주철은 백주철을 탈탄하여 강에 가깝게 한 주철이다.
  3. 회주철은 파면이 회색으로 조주성과 절삭성이 우수하여 주물용으로 사용된다.
  4. 백주철은 C, Si 분이 많고 Mn 분이 적어 C가 흑연상태로 유리되어 파면이 흰색이다.
(정답률: 61%)
  • 회주철은 흑연이 편상으로 존재하여 파면이 회색을 띠며, 진동 흡수 능력이 좋고 조주성과 절삭성이 우수하여 일반적인 주물용으로 널리 사용됩니다.

    오답 노트
    가단주철: 백주철을 열처리하여 제조함
    구상흑연주철: Mg, Ce 등을 첨가하여 흑연을 구상화한 것임
    백주철: C, Si가 적고 Mn이 많아 C가 시멘타이트 형태로 존재하여 파면이 흰색임
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12. 켈밋(kelmet)이 주로 사용되는 용도는?

  1. 탈산제
  2. 베어링
  3. 내화제
  4. 피복첨가물
(정답률: 86%)
  • 켈밋(kelmet)은 구리(Cu)와 니켈(Ni)의 합금으로, 내마모성과 내식성이 뛰어나 주로 베어링 재료로 사용됩니다.
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13. 상온에서 열팽창계수가 매우 작아 표준자, 섀도우마스크, IC기판 등에 사용되는 36%Ni-Fe 합금은?

  1. 인바(Invar)
  2. 퍼멀로이(Permalloy)
  3. 니칼로이(Nicalloy)
  4. 하스텔로이(Hastelloy)
(정답률: 88%)
  • 인바(Invar)는 약 36%의 Ni(니켈)을 함유한 Fe(철) 합금으로, 상온에서 열팽창계수가 거의 0에 가까울 정도로 매우 작아 정밀한 치수가 필요한 표준자, 섀도우마스크, IC기판 등에 사용됩니다.
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14. 합금강에 첨가할 때 탄화물을 형성하여 결정립의 크기를 제어하고, 기계적 성질을 향상 시키는 원소는?

  1. Pb
  2. Ti
  3. Cu
  4. S
(정답률: 73%)
  • Ti(티타늄)은 강에 첨가 시 탄화물을 형성하여 결정립 성장을 억제함으로써 결정립 크기를 미세하게 제어하고, 이를 통해 강도와 인성 등 기계적 성질을 향상시키는 역할을 합니다.
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15. 금속의 상변태와 관련된 설명 중 틀린 것은?

  1. 동소변태는 결정구조의 변화이다.
  2. 순철에서 약 910℃ 및 1400℃에서 동소변태가 일어난다.
  3. 자기변태에서는 일정한 온도 범위 안에서 급격하고 비연속적인 변화가 일어난다.
  4. 온도가 높아짐에 따라 고체가 액체 또는 기체로 변하는 대부분의 금속원소에서 볼 수 있는 상태의 변화이다.
(정답률: 71%)
  • 자기변태는 특정 온도(큐리점)에서 자성체의 성질이 변하는 현상으로, 급격하고 비연속적인 변화가 아니라 연속적인 변화가 일어나는 것이 특징입니다.
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16. 잔류자속밀도가 작으며 발전기, 전동기 등의 철심재료에 가장 적합한 강은?

  1. 규소강(silicon steel)
  2. 자석강(magnetic steel)
  3. 불변강(invariab steel)
  4. 자경강(self hardening steel)
(정답률: 69%)
  • 규소강은 전기 저항을 높여 철손을 줄이고 잔류자속밀도가 작아 발전기나 전동기의 철심 재료로 가장 적합한 강재입니다.
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17. 인발가공(drawing)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 판재를 펀치와 다이(die)의 구멍을 통하여 압출하여 성형하는 방법이다.
  2. 소재를 다이(die)의 구멍을 통하여 압출하여 성형하는 방법이다.
  3. 테이퍼를 가진 다이(die)를 통과시켜 재료를 잡아 당겨서 성형하는 방법이다.
  4. 회전한은 롤 사이에 금속재료의 소재를 통과시켜 성형하는 방법이다.
(정답률: 78%)
  • 인발가공은 테이퍼를 가진 다이를 통과시켜 재료를 강제로 잡아 당겨 단면적을 줄이고 길이를 늘리는 성형 방법입니다.

    오답 노트
    판재를 펀치와 다이 구멍으로 압출: 펀칭 또는 압출 성형
    소재를 다이 구멍으로 압출: 압출 가공
    회전하는 롤 사이 통과: 압연 가공
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18. 탄소강에서 적열메짐을 방지하기 위하여 첨가하는 원소는?

  1. P
  2. Si
  3. Ni
  4. Mn
(정답률: 69%)
  • 탄소강에서 적열메짐(Hot shortness)은 황(S) 성분이 철과 결합하여 낮은 융점을 가진 FeS를 형성해 고온에서 결정립계가 녹아 깨지는 현상입니다. 망간(Mn)을 첨가하면 황과 결합하여 융점이 높은 MnS를 형성함으로써 이를 방지할 수 있습니다.
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19. 그림은 어떤 재료를 인장시험하여 항복 구역까지 소성 변형 시킨 후 하중을 제거했을 때의 응력-변형곡선을 나타낸 것이다. 이에 해당하는 자료로 옳은 것은?

  1. 수소저장합금
  2. 탄소공구강
  3. 초탄성합금
  4. 형상기억합금
(정답률: 62%)
  • 제시된 그래프는 하중을 제거했을 때 소성 변형된 재료가 원래의 상태로 완전히 돌아오는 특성을 보여줍니다. 이는 응력 유도 마르텐사이트 변태를 통해 매우 큰 탄성 회복력을 가지는 초탄성합금의 전형적인 응력-변형 곡선 특징입니다.
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20. 오스테나이트계 스테인리스강에서 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 공식(Pirring)
  2. 입계부식(Intergranular Corrosion)
  3. 고온취성(High Temperature Brittleness)
  4. 응력부식균열(Strtss Conrrosion Cracking)
(정답률: 58%)
  • 오스테나이트계 스테인리스강은 공식, 입계부식, 응력부식균열에 취약한 특성을 가지나, 고온취성은 주로 합금강의 특정 원소 편석이나 다른 강종에서 나타나는 현상입니다.
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2과목: 금속조직

21. 기본적 상태도에서 그림과 같은 형태의 상태도는?

  1. 공정형
  2. 포정형
  3. 고상분리형
  4. 전율고용체험
(정답률: 74%)
  • 제시된 상태도는 액상과 고상이 반응하여 새로운 고상이 생성되는 전형적인 포정형 상태도의 형태를 띠고 있습니다.
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22. 재결정에 영향을 주는 변수가 아닌 것은?

  1. 규칙도
  2. 온도
  3. 변형량
  4. 초기입자 크기
(정답률: 53%)
  • 재결정은 금속의 결정립이 새롭게 형성되는 과정으로, 온도, 변형량, 초기 입자 크기 등이 주요 영향 변수이며 규칙도는 이에 해당하지 않습니다.
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23. 베어나이트 변태에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 오스테나이트에 대해 모재와의 결정학적 관련성이 없다.
  2. 변태에 따른 용질원자의 분포는 페라이트를 핵으로 하고 무확산에 의해 지배되는 일종의 슬립 변태이다.
  3. 변태에 따른 용질 원자의 분포는 C원자만 이동하자는 모재에 남는다.
  4. 조직 내에 포함되어 있는 탄화물은 변태온도 구역(고온)에서 Fe3C, 저온구역에서는 천이 탄화물이 존재한다.
(정답률: 52%)
  • 베어나이트 변태는 오스테나이트에서 페라이트와 탄화물이 동시에 석출되는 변태로, 무확산에 의한 슬립 변태가 아니라 탄소의 확산이 수반되는 변태입니다.
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24. 재결정(recystallization) 및 재결정 온도에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가공시간이 길수록 재결정 온도는 높아진다.
  2. 가공도가 클수록 재결정 온도는 높아진다.
  3. 재결정은 합금보다 순금속에서 더 빠르게 일어난다.
  4. 가공전의 결정립이 미세할수록 재결정 완료 후의 결정립은 조대하게 크다.
(정답률: 59%)
  • 재결정은 가공으로 인해 변형된 결정립이 새로운 결정립으로 대체되는 과정으로, 불순물이 적은 순금속일수록 원자의 확산이 용이하여 합금보다 재결정이 더 빠르게 일어납니다.

    오답 노트
    가공시간이 길수록: 재결정 온도와는 직접적인 상관관계가 낮음
    가공도가 클수록: 저장 에너지가 증가하여 재결정 온도는 낮아짐
    가공전 결정립이 미세할수록: 핵 생성 장소가 많아져 재결정 후 결정립은 더 미세해짐
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25. 순수한 에지(edge) 전위선 근처의 원자에 작용하지 않는 변형은?

  1. 인장변형
  2. 압축변형
  3. 뒤틀림변형
  4. 전단변형
(정답률: 63%)
  • 에지 전위선에서는 전위선 위쪽은 원자가 밀집되어 압축변형이 발생하고, 아래쪽은 원자가 부족하여 인장변형이 발생하며, 슬립면 방향으로는 전단변형이 작용합니다. 따라서 뒤틀림변형은 작용하지 않습니다.
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26. Fick의 제2법칙 식으로 옳은 것은? (단, D는 확산계수이다.)

(정답률: 64%)
  • Fick의 제2법칙은 시간에 따른 농도 변화를 나타내는 비정상 상태 확산 방정식입니다.
    $$\frac{dc}{dt} = D \frac{d^{2}c}{dx^{2}}$$
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27. 다음 중 고용체강화에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 용매원자와 용질원자 사이의 원자 크기의 차이가 적을수록 강화효과는 커진다.
  2. 일반적으로 용매원자의 격자에 용질원자가 고용되면 순금속보다 강한 합금이 되는 것이 고용체 강화이다.
  3. 용매원자에 의한 응력장과 가동전위의 응력장이 상호작용을 하여 전위의 이동을 원활하게 하여 재료를 강화하는 방법이다.
  4. Cu-Ni합금에서 구리의 강도는 40%Ni이 점가될 때까지 증가되는 반면 니켈은 60%Cu가 첨가될 때 고용체강화가 된다.
(정답률: 68%)
  • 고용체 강화는 순금속의 격자 속에 다른 원소(용질 원자)가 고용되어 격자 왜곡을 일으킴으로써 전위의 이동을 방해해 강도가 높아지는 현상입니다.

    오답 노트
    원자 크기 차이가 적을수록: 차이가 클수록 격자 왜곡이 심해져 강화 효과가 커짐
    전위의 이동을 원활하게: 전위의 이동을 방해하여 재료를 강화함
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28. 순금속 중에서 같은 종류의 원자가 확산하는 현상을 어떤 확인이라 하는가?

  1. 상호확산
  2. 입계확산
  3. 자기확산
  4. 표면확산
(정답률: 81%)
  • 순금속 내에서 동일한 종류의 원자가 서로 위치를 바꾸며 확산하는 현상을 자기확산이라고 합니다.
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29. 용질원자가 전위와 상호작용을 할 때 장범위에 걸쳐서 일어나는 작용은?

  1. 전기적 상호작용
  2. 적층결합 상호작용
  3. 강성률 상호작용
  4. 단범위 규칙도 상호작용
(정답률: 41%)
  • 용질 원자와 전위의 상호작용 중 강성률 상호작용은 용질 원자로 인한 격자 변형이 전위의 응력장과 결합하여 장범위(Long-range)에 걸쳐 영향을 미치는 작용입니다.
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30. A, B 두 금속으로 된 합금의 경우 일반적으로 규칙격자를 만드는 방법이 틀린 것은?

  1. AB
  2. A3B
  3. A1.5B2
  4. AB3
(정답률: 75%)
  • 규칙격자는 원자 간의 정수비로 구성된 화학 양론적 조성에서 형성됩니다. $A_{1.5}B_2$는 정수비가 아닌 분수비 조성으로, 규칙격자를 형성하기에 부적절합니다.
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31. 용질원자와 칼날전위의 상호작용을 무엇이라고 하는가?

  1. Oxidation pinnong
  2. Cotterell effect
  3. Frank-read source
  4. Peierls stess
(정답률: 80%)
  • 용질 원자가 전위 주변의 변형장과 상호작용하여 전위의 이동을 방해하고 고정시키는 현상을 Cotterell effect라고 합니다.
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32. 탄소강을 급냉하였을 때 생선된 마텐자이트 조직의 결정격자는?

  1. 단사입방격자(FCT)
  2. 체심정방격자(BCT)
  3. 면심입방격자(FCC)
  4. 조밀육방격자(HCP)
(정답률: 64%)
  • 탄소강을 급냉하면 탄소가 확산될 시간이 없어 체심입방격자(BCC)가 한쪽 방향으로 늘어난 형태인 체심정방격자(BCT) 구조의 마텐자이트가 형성됩니다.
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33. 다음 중 금속결정의 소성변형과 밀접한 관계로 선을 따라 결정 내에 존재하는 결합은?

  1. 전위
  2. 원자공공
  3. 크러디온
  4. 적층결함
(정답률: 82%)
  • 전위(Dislocation)는 결정 내에서 선 결함의 형태로 존재하며, 이 전위의 이동이 금속의 소성변형을 일으키는 핵심 메커니즘입니다.
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34. 다음 중 침입형고용체를 만드는 것은?

  1. Mn
  2. Ni
  3. Cr
  4. H
(정답률: 60%)
  • 침입형 고용체는 용매 원자의 결정격자 사이 빈 공간에 크기가 작은 원자가 들어가는 형태로, 대표적인 원소로는 $H, C, N, O, B$ 등이 있습니다.
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35. 금속위 육방정계에서 대표적인 면이 아닌 것은?

  1. 기저면(Base plane)
  2. 각통면(Prismatic plane)
  3. 주조면(Cast plane)
  4. 각추면(Pyramidal plane)
(정답률: 66%)
  • 육방정계(HCP)의 대표적인 결정면은 기저면, 각통면, 각추면이며, 주조면(Cast plane)라는 결정학적 면은 존재하지 않습니다.
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36. 자기변태점을 갖지 않는 금속은?

  1. Cu
  2. Fe
  3. Co
  4. Ni
(정답률: 60%)
  • Cu(구리)는 상온 및 고온에서도 결정 구조가 변하지 않는 비자기변태 금속입니다.

    오답 노트
    Fe, Co, Ni: 특정 온도(큐리 온도 등)에서 자기적 성질이 변하는 자기변태점을 갖는 강자성체입니다.
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37. 금속재료의 전기전도도를 증가시키는 요인은?

  1. 온도상승에 의해
  2. 풀림에 의해
  3. 결함 존재에 의해
  4. 조성비가 50:50인 합금제조에 의해
(정답률: 50%)
  • 풀림(Annealing) 처리를 하면 금속 내부의 응력이 제거되고 결정립이 성장하며 결함이 감소하여 전기전도도가 증가합니다.

    오답 노트
    온도상승, 결함 존재, 합금 제조: 모두 전자 산란을 유발하여 전기전도도를 감소시키는 요인입니다.
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38. BCC나 FCC 금속이 응고할 때 결정이 성장하는 우선 방향은?

  1. [100]
  2. [110]
  3. [111]
  4. [1010]
(정답률: 58%)
  • BCC 및 FCC 구조의 금속이 응고할 때, 원자 충진 밀도가 가장 높은 방향이나 특정 에너지 안정 방향인 [100] 방향으로 우선 성장하는 특성이 있습니다.
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39. 대기압에서 공석강이 오스테나이트로부터 펄라이트로 변태를 완료하였다. 펄라이트 영역에서 자유도(F)는?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 50%)
  • 깁스의 자유도 공식 $F = C - P + 2$를 적용합니다. 대기압 조건이므로 압력 변수 1개가 고정되어 $F = C - P + 1$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $F = C - P + 1$
    ② [숫자 대입] $F = 1 - 0 + 1$ (단일 성분강 $C=1$, 펄라이트 영역은 단상으로 간주하여 $P=0$ 또는 상평형 관계에 따라 변수 계산)
    ③ [최종 결과] $F = 1$
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40. 순금속의 주괴(lngot) 조직에서 중심부와 표면부 사이에 열의 구배에 따라 생긴 조직은?

  1. 미세등축정
  2. 조대등축정
  3. 수지상정
  4. 주상정
(정답률: 56%)
  • 주괴 응고 시 냉각 속도가 빠른 표면의 미세등축정에서 시작하여, 중심부로 갈수록 열 구배 방향으로 길게 성장하는 조직을 주상정이라고 합니다.
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3과목: 금속열처리

41. 강의 열처리 방법 중 A1 변태점 이하로 가열하는 방법은?

  1. 풀림(annealing)
  2. 불림(normaling)
  3. 담금질(quenching)
  4. 뜨임(tempering)
(정답률: 68%)
  • 뜨임(tempering)은 담금질한 강을 $A_{1}$ 변태점 이하의 온도로 재가열하여 인성을 부여하고 내부 응력을 제거하는 열처리 방법입니다.
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42. 고주파 담금질 방법을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 유도자(coil)는 가열 면적이 좁을 때 효과적이다.
  2. 코일과 고주파 발생장치의 연결리드는 간격을 좁게 해야 한다.
  3. 금속 가열방법이므로 전기로나 연소로 가열보다 30~50℃ 높여준다.
  4. 가열 면적이 길고 넓을 경우에는 코일수가 적은 것이 효과적이다.
(정답률: 62%)
  • 고주파 가열 시 가열 면적이 길고 넓은 경우에는 가열 효율과 균일성을 높이기 위해 코일 수를 충분히 늘려 배치하는 것이 효과적입니다.
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43. 분위기 가스를 냉각시키면 어떤 온도에서 수분이 응축되어 미세한 물방울이 생기는 것을 무엇이라고 하는가?

  1. 영점
  2. 노점
  3. 결정
  4. 응고점
(정답률: 71%)
  • 포화 수증기를 포함하고 있는 가스를 냉각시킬 때, 수증기가 응축되어 액체 상태의 물방울이 맺히기 시작하는 온도를 노점(Dew point)이라고 합니다.
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44. 열처리 담금질 작업 시 사용하는 냉각방법 중 가장 빠른 냉각능을 보이는 방법은?

  1. 노 내에서의 냉각
  2. 공기 중에서의 냉각
  3. 담금질유 중에서의 냉각
  4. 물 속에서의 교반 냉각
(정답률: 72%)
  • 냉각 매체의 열전도율과 비열, 그리고 강제 대류 효과에 따라 냉각 속도가 결정됩니다. 물은 기름이나 공기보다 냉각 능력이 뛰어나며, 특히 교반(저어줌)을 통해 표면의 증기막을 제거하면 냉각 속도가 가장 빨라집니다.
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45. 강의 항온변태에 대한 설면 중 틀린 것은?

  1. 항온변태곡선 코(nose) 위에서 항온변태 시키면 마텐자이트가 형성된다.
  2. 항온변태곡선을 TTT(Time Temperature Transformation) 곡선이라고도 한다.
  3. 항온변태곡선 코(nose) 아래의 온도에서 항온변태 시키면 배어나이트가 형성된다.
  4. 오스테나이트화 한 후 A1 변태온도 이하의 온도로 급랭시켜 시간이 지남에 따라 오스테나이트의 변태를 나타내는 곡선을 항온변태곡선이라 한다.
(정답률: 53%)
  • 항온변태곡선의 코(nose) 위쪽 온도에서 항온변태를 진행하면 펄라이트가 형성됩니다. 마텐자이트는 코 아래의 매우 낮은 온도에서 급랭하거나 $M_s$ 점 이하로 냉각될 때 형성됩니다.
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46. 담금질 시 발생한 잔류오스테나이트에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 전류오스테나이트는 상온에서 불안전한 상이다.
  2. 고함금강에서는 잔류 오스테나이트가 존재하지 않는다.
  3. 퀜칭시 냉각속도를 지연시키면 잔류오스테나이트가 감소한다.
  4. 0.6%C 이상의 탄소강에서는 M1 온도가 상온 이하로 내려가지 않기 때문에 잔류오스테나이트가 없다.
(정답률: 60%)
  • 잔류오스테나이트는 담금질 후 상온에서도 변태되지 않고 남은 오스테나이트를 말하며, 상온에서는 열역학적으로 불안정한 상태로 존재합니다.

    오답 노트
    고함금강: 합금 원소가 많을수록 $M_s$ 점이 낮아져 잔류 오스테나이트가 증가함
    냉각속도 지연: 냉각 속도가 느리면 변태가 덜 일어나 잔류 오스테나이트가 증가할 수 있음
    0.6%C 이상 탄소강: 탄소 함량이 높을수록 $M_f$ 점이 상온 이하로 내려가 잔류 오스테나이트가 발생함
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47. 백선 주물의 시멘타이트와 펄라이트를 흑연화 시킬 목적으로 하는 가단주철 열처리는?

  1. 백심 가단주철 열처리
  2. 흑심 가단주철 열처리
  3. 펄라이트 가단추철 열처리
  4. 페라이트 가단추철 열처리
(정답률: 59%)
  • 백선 주물의 시멘타이트와 펄라이트를 분해하여 흑연으로 석출시킴으로써 연성과 전성을 부여하는 열처리는 흑심 가단주철 열처리입니다.
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48. 강의 열처리시 경화능에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 임계냉각속도가 큰 강은 경화가 잘되지 않는다.
  2. 담금질 경도는 탄소량에 따라 결정된다.
  3. 질량효과는 합금강이 탄소강보다 크다.
  4. 담금질 깊이는 탄소량, 합금원소의 영향이 크다.
(정답률: 48%)
  • 합금 원소가 첨가되면 임계냉각속도가 낮아져 경화능이 향상되므로, 탄소강보다 합금강의 질량효과(심부까지 경화되는 성질)가 더 작게 나타납니다(즉, 더 깊게 경화됩니다).

    오답 노트
    임계냉각속도가 큰 강: 냉각 속도가 빨라야 하므로 경화가 어려움
    담금질 경도: 탄소 함유량에 비례하여 결정됨
    담금질 깊이: 탄소량과 합금 원소의 종류 및 양에 의해 결정됨
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49. 열처리로의 온도제어 방법 중 승온, 유지, 냉각 등을 자동적으로 실시하는 온도 제어 방식은?

  1. ON-OFF식
  2. 비례 제어식
  3. 정치 제어식
  4. 프로그램 제어식
(정답률: 81%)
  • 승온, 유지, 냉각과 같은 일련의 온도 변화 과정을 미리 설정된 스케줄에 따라 자동으로 수행하는 방식은 프로그램 제어식입니다.
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50. 인상담금질(Time Quenching)에서 인상시기를 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 기름의 기포 발생이 정지했을 때 꺼내어 공냉한다.
  2. 진동의 물소리가 정한 순간 꺼내어 유냉 또는 공냉한다.
  3. 화색火(色)이 나타나지 않을 때까지 2배의 시간만큼 물속에 담근 후 꺼내어 공냉한다.
  4. 가열물의 직격 또는 두께 1mm당 10초 동안 수냉한 후 유냉 또는 공냉한다.
(정답률: 65%)
  • 인상담금질의 인상시기는 가열물의 직경 또는 두께 $1\text{mm}$당 $1\text{초}$ 동안 수냉하는 것이 원칙입니다. 따라서 $10\text{초}$ 동안 수냉한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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51. 공석강의 연속냉각 변태에서 변태개시 온도가 가장 낮은 조직은?

  1. 펄라이트
  2. 소르바이트
  3. 마텐자이트
  4. 트루스타이트
(정답률: 55%)
  • 공석강의 연속냉각 변태 곡선(CCT 곡선)에서 변태가 시작되는 온도가 가장 낮은 조직은 가장 낮은 온도 영역에서 형성되는 마텐자이트입니다.
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52. 두랄루민과 같은 비철합금에서 강도를 높이는 열처리 방법은?

  1. 용체화처리 및 시효처리
  2. 서브제로처리
  3. 항온변태처리
  4. 균질화처리
(정답률: 76%)
  • 두랄루민과 같은 비철합금에서는 고온에서 고용시킨 후 급냉하고, 다시 적절한 온도에서 석출물을 형성시켜 강도를 높이는 용체화처리 및 시효처리를 사용합니다.
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53. Ms 이상인 적당한 온도(약 250~450℃)로 유지한 염욕에 당금질하고 과냉각의 오스테나이트 변태가 끝날 때까지 항온으로 유지하여 베이나이트 조직이 얻어지는 열처리 방법은?

  1. 마퀜칭
  2. Ms퀜칭
  3. 오스템퍼링
  4. 오스포잉
(정답률: 66%)
  • Ms 온도 이상의 염욕에서 항온 유지하여 베이나이트 조직을 얻는 열처리 방법은 오스템퍼링입니다.
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54. 심냉처리에 따른 균열의 원인으로 틀린 것은?

  1. 담금질 온도가 너무 높을 때
  2. 강재의 다듬질 정도가 좋을 때
  3. 담금질한 강재에 탈탄층이 존재할 때
  4. 심냉처리의 온도가 불균일하거나 정확하지 않을 때
(정답률: 77%)
  • 심냉처리 시 균열은 응력 집중이나 조직의 불균일함으로 인해 발생합니다. 강재의 다듬질 정도가 좋으면 표면의 결함이 적어 오히려 균열 발생 가능성이 낮아지므로 균열의 원인이 될 수 없습니다.

    오답 노트
    담금질 온도 과다, 탈탄층 존재, 불균일한 냉각 온도: 모두 내부 응력을 증가시켜 균열을 유발하는 원인입니다.
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55. 특수표면처리 방법 줄 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: 78%)
  • 강재 표면에 엷은 황화층을 형성시켜 마찰 저항을 줄이고 윤활성을 향상시키는 특수 표면처리 방법은 침황처리입니다.
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56. 진공열처리의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 열처리 변형이 증가한다.
  2. 탈지 청정화 적용을 한다.
  3. 열처리 후가공의 생략이 가능하다.
  4. 금속의 산화 방지가 가능하다.
(정답률: 59%)
  • 진공열처리는 산소와의 접촉을 차단하여 금속의 산화를 방지하고, 균일한 가열과 냉각이 가능하므로 일반적인 열처리에 비해 열처리 변형이 감소하는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    탈지 청정화: 진공도 유지를 위해 필수적임
    후가공 생략: 산화 스케일이 발생하지 않아 가능함
    산화 방지: 진공 상태이므로 당연한 결과임
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57. 강을 0℃이하의 온도에서 서브제로 처리할 때의 조직 변화로 옳은 것은?

  1. 잔류 펄나이트→마텐자이트
  2. 잔류 오스테나이트→마텐자이트
  3. 잔류 소르나이트→마텐자이트
  4. 잔류 트루스타이트→마텐자이트
(정답률: 85%)
  • 서브제로 처리(심랭 처리)는 0$^{\circ}\text{C}$이하의 저온으로 냉각하여, 상온에서 변태되지 않고 남아있던 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 변태시켜 경도와 치수 안정성을 높이는 처리법입니다.
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58. 표면경화 열처리법 중 진공로 내에서 글로우(glow)방전을 발생시켜 N2, H2 및 기타 가스의 단독, 혼합 가스의 분위기에서 N을 표면에 확산시키는 표면처리법은?

  1. 침탄 질화
  2. 가스 질화
  3. 이온 질화
  4. 염욕 연질화
(정답률: 56%)
  • 이온 질화는 진공로 내에서 글로우 방전을 통해 질소 이온을 가속시켜 금속 표면에 확산시키는 방법으로, 정밀한 제어가 가능하고 변형이 적은 표면경화법입니다.
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59. 인장응력 또는 잔류응력을 감소시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 저온 풀림
  2. 용체화 처리
  3. 쇼트 피닝법
  4. 심랭처리 급열법
(정답률: 42%)
  • 용체화 처리는 합금 원소를 고르게 분산시켜 고용체를 만드는 과정으로, 인장응력이나 잔류응력을 제거하는 응력 제거 풀림이나 표면 압축 응력을 부여하는 쇼트 피닝법과는 목적이 다릅니다.

    오답 노트
    저온 풀림, 쇼트 피닝법, 심랭처리 급열법: 모두 잔류 응력을 제거하거나 압축 응력을 부여하여 인장 응력을 감소시키는 방법입니다.
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60. 침탄 깊이와 관련이 가장 적은 것은?

  1. 침탄제의 종류
  2. 가열 온도
  3. 가열로의 종류
  4. 유지 시간
(정답률: 80%)
  • 침탄 깊이는 탄소의 확산 속도와 양에 결정되므로 침탄제의 종류, 가열 온도, 유지 시간이 핵심 변수입니다. 가열로의 종류는 온도 제어만 정확하다면 침탄 깊이에 직접적인 영향을 주지 않습니다.
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4과목: 재료시험

61. 구리판, 알루미늄판 및 기타 연성 판재를 가압 성형하여 시험하는 방법에 해당하는 것은?

  1. 마찰시험
  2. 커핑시험
  3. 압축시험
  4. 크리프시험
(정답률: 66%)
  • 커핑시험은 구리, 알루미늄과 같은 연성 판재를 펀치로 가압 성형하여 재료의 성형성 및 연성을 평가하는 시험 방법입니다.
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62. 일반 탄소강의 현미경 조직검사를 위해 주로 사용되는 부식액은?

  1. FIP 용액
  2. HCL+질산
  3. 질산+알콜
  4. 인산+황산
(정답률: 75%)
  • 일반 탄소강의 조직을 관찰하기 위해 결정립계를 부식시키는 가장 대표적인 부식액은 질산과 알코올을 혼합한 나이탈(Nital) 용액입니다.
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63. 금속의 조직검사의 결정입도 시험법이 아닌 것은?

  1. 비교법
  2. 절단법
  3. 평적법
  4. 면적측정법
(정답률: 53%)
  • 금속의 결정입도 측정법에는 비교법, 절단법, 평적법 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    면적측정법: 결정입도 측정의 표준 방법이 아님
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64. 충격 시험에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 충격 시험은 재룡의 인성과 취성의 정도를 판정하는 시험이다.
  2. 금속재료 충격시험편의 노치는 V자형, U자형이 있다.
  3. 열처리한 재료의 평가를 위한 시험편은 열처리 전에 기계가공을 한다.
  4. 충격값이란 충격 에너지를 시험편의 노치부 단면적으로 나눈 값으로 단위는 kgfㆍm/cm2이다.
(정답률: 65%)
  • 열처리 후의 재료 성질을 정확히 평가하기 위해서는 열처리 과정에서 발생할 수 있는 변형이나 표면 변화를 방지해야 하므로, 반드시 열처리를 완료한 후에 기계가공을 하여 시험편을 제작해야 합니다.
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65. 노치 효과에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 노치계수(β)는 1보다 작다.
  2. 형상계수(α)는 노치계수(β)보다 크다.
  3. 노치에 둔한 재료에서는 노치민감계수(η)가 z(zero)에 접근한다.
  4. 노치민감계수의 값은 노치에 민감하면 0이 되고, 둔하면 1이된다.
(정답률: 58%)
  • 노치 효과에서 형상계수($\alpha$)는 이론적인 응력 집중 정도를 나타내며, 실제 재료의 노치 민감도가 반영된 노치계수($\beta$)보다 항상 크거나 같습니다.

    오답 노트
    노치계수($\beta$): 일반적으로 1보다 큼
    노치민감계수($\eta$): 민감할수록 1에 접근, 둔할수록 0에 접근
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66. 펀치 프레스에서 두께 2mm의 연강판에 지름 30mm의 구멍을 뚫고자 할 때 펀치에 작용한 전단하중(kgf)은? (단, 연강판의 전단강도는 40kgf/mm2이다.)

  1. 약 5450kgf
  2. 약 6535kgf
  3. 약 7540kgf
  4. 약 9635kgf
(정답률: 59%)
  • 펀치 프레스의 전단하중은 펀치에 의해 절단되는 단면적에 재료의 전단강도를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \pi \times d \times t \times \tau$ 전단하중 = 원주율 × 지름 × 두께 × 전단강도
    ② [숫자 대입] $P = 3.14 \times 30 \times 2 \times 40$
    ③ [최종 결과] $P = 7536$ (약 $7540\text{kgf}$)
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67. 다음 중 알루민산영 개재물의 종류에 해당하는 것은?

  1. 그룹 A형
  2. 그룹 B형
  3. 그룹 C형
  4. 그룹 D형
(정답률: 75%)
  • 강의 개재물 분류 기준에서 알루민산영(Alumina) 계열의 개재물은 그룹 B형으로 분류됩니다.
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68. X-ray 회절법을 사용하는 용도로 적합한 것은?

  1. 개재물의 탐상
  2. 압축변형의 측정
  3. 주물의 결함 탐상
  4. 결정 격자구조의 측정
(정답률: 60%)
  • X-ray 회절법(XRD)은 X선이 결정 격자면에서 회절되는 원리를 이용하여 결정의 격자 상수, 결정 구조, 상 분석 등을 측정하는 데 사용되는 대표적인 분석법입니다.
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69. 마모시험에 영향을 미치는 인자들에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 접촉 하중이 증가할수록 마모량은 증가한다.
  2. 접촉면 표면이 거칠수록 마모량은 증가한다.
  3. 미끄럼 속도는 어느 임계속도까지는 마모량은 증가한다.
  4. 마찰면의 실제온도가 아주 높아지면 마모량이 급속히 감소하여 소착은 일어나지 않는다.
(정답률: 72%)
  • 마찰면의 실제 온도가 매우 높아지면 재료가 연화되어 접촉 면적이 급격히 증가하며, 이로 인해 금속 표면이 서로 달라붙는 소착(Seizure) 현상이 발생하여 마모량이 급증하게 됩니다.
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70. 다음 중 비틀림 시험에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비틀림 시험의 주목적은 재료에 대한 강성계수와 비틀림 강도의 특정에 있다.
  2. 비교적 굵은 선재의 비틀림 시험에서는 응력을 측정하여 시험 결과를 얻는다.
  3. 비틀림 시험편의 양단은 고정하기 쉽게 시험부보다 얇게 만든다.
  4. 비틀림 각도 측정법은 펜듀럼식, 탄성식, 레버식이 있다.
(정답률: 60%)
  • 비틀림 시험은 재료에 비틀림 하중을 가하여 전단 탄성 계수(강성계수)와 비틀림 강도를 측정하는 것이 주된 목적입니다.

    오답 노트
    비교적 굵은 선재: 응력이 아닌 비틀림 각도를 측정합니다.
    시험편 양단: 고정을 위해 시험부보다 두껍게 만들어야 합니다.
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71. 인장시험에서 단면 수축률을 산출하는 식으로 맞는 것은? (단, A0=시험 전 시편의 평행부 단면적, A1=시험 후 시편의 파단부 단면적이다.)

  1. 단편수축률 =
  2. 단편수축률 =
  3. 단편수축률 =
  4. 단편수축률 =
(정답률: 68%)
  • 인장시험에서 단면 수축률은 시험 전 단면적과 시험 후 파단면적의 차이를 시험 전 단면적으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{A_{0} - A_{1}}{A_{0}} \times 100$
    ② [숫자 대입] (수식 동일)
    ③ [최종 결과] $\frac{A_{0} - A_{1}}{A_{0}} \times 100$
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72. 자동화재탐지설비에 해당되지 않는 것은?

  1. 수신기
  2. 발신기
  3. 감지기
  4. 분사헤드
(정답률: 72%)
  • 자동화재탐지설비는 화재를 감지하여 알리는 시스템으로 수신기, 발신기, 감지기가 핵심 구성 요소입니다.

    오답 노트
    분사헤드: 소화설비(스프링클러 등)의 구성 요소입니다.
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73. 자분탐상검사법 중 선형 자계에 의한 결함 검출 검사법은?

  1. 극간법
  2. 프로드법
  3. 축 통전법
  4. 자속 관통법
(정답률: 61%)
  • 극간법은 두 개의 자극 사이에 시험편을 놓아 자극 사이에 선형 자계를 형성시켜 결함을 검출하는 대표적인 방법입니다.
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74. 크리트(creep) 3단계의 순서로 옳은 것은?

  1. 제1단계 : 감속크리프→제 2단계 : 정상크리프→제2단계 : 가속크리프
  2. 제1단계 : 가속크리프→제 2단계 : 정상크리프→제2단계 : 감속크리프
  3. 제1단계 : 정상크리프→제 2단계 : 가속크리프→제2단계 : 감속크리프
  4. 제1단계 : 정상크리프→제 2단계 : 감속크리프→제2단계 : 가속크리프
(정답률: 78%)
  • 크리프 변형은 시간에 따라 변형률이 감소하는 감속크리프(1단계), 변형률이 일정하게 유지되는 정상크리프(2단계), 변형률이 급격히 증가하며 파단에 이르는 가속크리프(3단계) 순으로 진행됩니다.
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75. 음향방출검사(AE)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 한 번에 전체를 검사할 수 있다.
  2. 시험 결과에 대한 재현성이 없다.
  3. 정적인 결함의 검출에 우수하다.
  4. 결함의 활동성을 감지하는 시험법이다.
(정답률: 48%)
  • 음향방출검사(AE)는 재료 내부의 결함이 성장하거나 변형될 때 발생하는 탄성파를 감지하는 방식이므로, 변화가 없는 정적인 결함은 검출할 수 없으며 활동성 결함 검출에 우수합니다.

    오답 노트
    정적인 결함의 검출에 우수: 활동성 결함(동적 결함) 검출에만 유효함
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76. 셜퍼 프린트에 의한 황편석의 분류기호 중 중심부 편석을 나타내는 것은?

  1. SN
  2. SI
  3. SC
  4. SO
(정답률: 77%)
  • 셜퍼 프린트(Sulphur Print) 분석 시 황 편석의 위치에 따른 분류 기호에서 중심부 편석은 Center의 앞 글자를 딴 $S_{C}$로 표기합니다.
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77. 주사전자현미경으로 시료를 관찰할 때 특정 이 물질을 정성, 정량 하고자 할 때 어떤 분석 장비를 전자현미경에 부착하여 사용하는가?

  1. EDS
  2. EELS
  3. EBSD
  4. lon-Coater
(정답률: 76%)
  • 주사전자현미경(SEM)에서 시료에 전자빔을 조사할 때 발생하는 특성 X선을 분석하여 성분을 정성 및 정량 분석하는 장비는 EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)입니다.
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78. 브리넬 경도 시험의 특징과 용도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 압입자에 의한 하중 유지 시간은 약 1-~15초 이다.
  2. 얇은 재료나 침탄강, 질화강 등의 측정에 적합하다.
  3. 시험편 윗면의 상태에 의한 측정치에 큰 오차는 방생하지 않는다.
  4. 큰 압입자국을 얻기 때문에 불균일한 재료의 평균적인 경도값을 측정할 수 있다.
(정답률: 47%)
  • 브리넬 경도 시험은 압입자 크기가 커서 불균일한 재료의 평균 경도를 측정하기에 적합하지만, 압입 깊이가 깊어 얇은 재료나 표면 경화층(침탄강, 질화강) 측정에는 부적합합니다.

    오답 노트
    얇은 재료나 침탄강, 질화강 측정: 비커스 경도 시험 등이 더 적합함
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79. 인장시험에서 하중을 제거시키면 변형이 원상태로 되돌아 가는 극한의 응력 값은?

  1. 항복점
  2. 최대하중
  3. 연신하중
  4. 탄성한계
(정답률: 80%)
  • 하중을 제거했을 때 변형이 완전히 회복되어 원래 상태로 되돌아갈 수 있는 최대 응력 지점을 탄성한계라고 합니다.
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80. X-선에 개인 피폭되었는지의 여부를 측정 또는 모니터하는 수단이 아닌 것은?

  1. 필름배지
  2. 탐촉케이블
  3. 열형광선량계
  4. 형광유리선량계
(정답률: 64%)
  • 필름배지, 열형광선량계, 형광유리선량계는 방사선 피폭량을 측정하는 개인 선량계입니다.

    오답 노트
    탐촉케이블: 초음파 탐상 등에서 센서와 장비를 연결하는 전송 선로입니다.
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