금속재료산업기사 필기 기출문제복원 (2017-09-23)

금속재료산업기사 2017-09-23 필기 기출문제 해설

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금속재료산업기사
(2017-09-23 기출문제)

목록

1과목: 금속재료

1. 특수강에서 담금질성의 개선 및 경화능을 가장 크게 향상시키는 것은?

  1. B
  2. Cr
  3. Ni
  4. Cu
(정답률: 77%)
  • 붕소(B)는 매우 적은 양으로도 오스테나이트의 결정립계에 편석되어 변태를 억제함으로써, 담금질성을 극대화하고 경화능을 가장 효과적으로 향상시키는 원소입니다.
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2. 22K(22 carat)는 순금의 함유량이 약 몇 % 인가?

  1. 25%
  2. 58.3%
  3. 75%
  4. 91.7%
(정답률: 89%)
  • 캐럿(K)은 24K를 순금(100%)으로 기준 잡는 단위입니다. 순금 함유량 계산 방식은 다음과 같습니다.
    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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3. 상온에서 열팽창계수가 매우 작아 표준자, 새도우 마스크, IC 기판 등에 사용되는 36% Ni-Fe 합금은?

  1. 인바(Invar)
  2. 퍼말로이(Permalloy)
  3. 니칼로이(Nicalloy)
  4. 하스텔로이(Hastalloy)
(정답률: 84%)
  • 인바(Invar)는 약 36%의 Ni-Fe 합금으로, 상온에서 열팽창계수가 거의 0에 가까운 특성을 가지고 있어 정밀한 치수가 필요한 표준자, 새도우 마스크, IC 기판 등에 사용됩니다.
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4. 금속간화합물에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 낮은 용융점을 갖는다.
  2. 용융상태에서 존재하지 않는다.
  3. 간단한 원자비로 결합되어 있다.
  4. 탄소강에서는 Fe3C가 대표적이다.
(정답률: 65%)
  • 금속간화합물은 일반적으로 성분 금속보다 융점이 높고 단단하며 취성이 강한 특성을 가집니다. 따라서 낮은 용융점을 갖는다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    용융상태에서 존재하지 않음: 일반적인 특성임
    간단한 원자비로 결합: 원자비는 간단하고 결정구조는 복잡함
    $\text{Fe}_3\text{C}$: 탄소강의 대표적인 금속간화합물(시멘타이트)임
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5. 베어링합금으로 사용되는 대표적인 Cu-Pb 합금은?

  1. KM alloy
  2. 켈밋(Kelmet)
  3. 자마크 2(ZAMAK 2)
  4. 활자금속(Type metal)
(정답률: 88%)
  • 켈밋(Kelmet)은 구리(Cu)와 납(Pb)을 주성분으로 하는 대표적인 베어링 합금으로, 내마모성과 내식성이 우수하여 널리 사용됩니다.
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6. 고 망간강이라 불리며, 대표적인 내마모성강으로 Mn이 약 12% 함유된 강은?

  1. 크롬강
  2. 해드필드강
  3. 오스테나이트 스테인레스강
  4. 마르텐자이트 스테인레스강
(정답률: 86%)
  • 망간(Mn)을 약 12% 함유하여 내마모성이 매우 뛰어난 고망간강을 해드필드강이라고 합니다.
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7. 철강의 5대 원소에 해당되지 않는 것은?

  1. S
  2. Si
  3. Mn
  4. Mg
(정답률: 86%)
  • 철강의 5대 원소는 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S)입니다.

    오답 노트
    Mg: 마그네슘은 철강의 5대 원소에 포함되지 않습니다.
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8. 실용되고 있는 형상기억합금계는?

  1. Ag - Cu계
  2. Co - Al계
  3. Ti- Ni계
  4. Co - Mn계
(정답률: 86%)
  • 형상기억합금은 특정 온도에서 원래의 모양으로 되돌아가는 성질을 가진 합금으로, 산업적으로 가장 널리 실용되고 있는 계열은 티타늄-니켈(Ti-Ni)계 합금입니다.
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9. 구상흑연 주철 제조 시 편상흑연을 구상화하기 위해 구상화제에 해당되지 않는 것은?

  1. Mg
  2. Ca
  3. Ce
  4. Sn
(정답률: 60%)
  • 구상흑연 주철 제조 시 편상흑연을 구상화하기 위해 첨가하는 구상화제로는 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 세륨(Ce) 등이 사용됩니다. 주석(Sn)은 구상화제에 해당하지 않습니다.
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10. 오스테나이트계 스테인레스강의 특성이 아닌 것은?

  1. 내식성이 우수하다.
  2. 강자성체이며 인성이 풍부하다.
  3. 가공이 쉽고 용접도 비교적 용이하다.
  4. 염산, 염소가스, 황산 등에 의해 입계부식이 발생하기 쉽다.
(정답률: 65%)
  • 오스테나이트계 스테인리스강(예: 18-8 스테인리스강)은 내식성과 내산성이 우수하며, 자성을 띠지 않는 비자성체라는 것이 핵심 특징입니다.

    오답 노트
    강자성체이며 인성이 풍부하다: 오스테나이트계는 비자성체이므로 틀린 설명입니다.
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11. 어떤 물질이 일정한 온도, 자장, 전류밀도 하에서 전기저항이 0(zero)이 되는 현상은?

  1. 초투자율
  2. 초저항
  3. 초전도
  4. 초전류
(정답률: 86%)
  • 특정 임계 온도 이하에서 물질의 전기저항이 완전히 0이 되는 현상을 초전도라고 합니다.
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12. 순철의 냉각 시 결정구조가 FCC → BCC로 격자가 변화하는 동소 변태는?

  1. A4변태
  2. A3변태
  3. A2변태
  4. A1변태
(정답률: 75%)
  • 순철을 냉각할 때 결정구조가 면심입방격자(FCC)에서 체심입방격자(BCC)로 변하는 동소 변태를 $A_{3}$변태라고 합니다.

    오답 노트
    $A_{4}$변태: 냉각 시 BCC에서 FCC로 변하는 변태입니다.
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13. 항공기용 소재에 사용되는 Al - Cu - Mg - Mn 합금은?

  1. 실루민
  2. 라우탈
  3. 네이벌
  4. 두랄루민
(정답률: 86%)
  • Al-Cu-Mg-Mn 합금은 항공기 구조재로 널리 사용되는 대표적인 고강도 알루미늄 합금인 두랄루민입니다.
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14. 방진(제진)합금을 방진기구에 따라 나눌 때 이러한 기구의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 쌍정형
  2. 전위형
  3. 복합형
  4. 상자성체
(정답률: 77%)
  • 방진합금의 방진기구에 따른 분류에는 쌍정형, 전위형, 복합형, 강자성형이 있습니다. 따라서 상자성체는 방진기구의 종류에 해당하지 않습니다.
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15. 이온화경향이 가장 큰 원소는?

  1. Ca
  2. Zn
  3. Fe
  4. Mg
(정답률: 67%)
  • 금속의 이온화 경향 순서에 따라 반응성이 결정됩니다.
    $$Ca > Mg > Zn > Fe$$
    제시된 원소들 중 칼슘(Ca)이 가장 왼쪽에 위치하여 이온화 경향이 가장 큽니다.
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16. 전열합금에 요구되는 특성으로 옳은 것은?

  1. 전기저항이 클 것
  2. 열팽창계수가 클 것
  3. 고온강도가 적을 것
  4. 저항의 온도차가 클 것
(정답률: 74%)
  • 전열합금은 전류를 열에너지로 변환해야 하므로, 효율적인 발열을 위해 전기저항이 커야 합니다.

    오답 노트
    열팽창계수: 열변형 방지를 위해 작아야 함
    고온강도: 고온에서도 형태를 유지하기 위해 커야 함
    저항 온도차: 온도 변화에 따른 저항 변화가 적어야 안정적임
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17. Mg 합금의 특징으로 옳은 것은?

  1. 상온변형이 가능하다.
  2. 고온에서 비활성이다.
  3. 감쇠능이 주철보다 크다.
  4. 치수안정성이 떨어진다.
(정답률: 70%)
  • 마그네슘(Mg) 합금은 진동을 흡수하는 능력인 감쇠능이 매우 뛰어나며, 이는 주철보다도 큰 특징을 가지고 있습니다.

    오답 노트
    상온변형: HCP 구조로 상온 성형성이 낮음
    고온비활성: 고온에서 반응성이 매우 큼
    치수안정성: 치수 안정성이 우수한 편임
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18. 탄소강에 함유되는 원소의 영향 중 Fe와 화합하여 생성된 화합물로 인하여 적열취성의 원인이 되며, 함유량이 0.02%이하 일지라도 연신율, 충격치 등을 저하시키는 원소는?

  1. Mn
  2. Si
  3. P
  4. S
(정답률: 70%)
  • 황(S)은 철(Fe)과 결합하여 FeS를 형성하며, 이것이 결정립계에 석출되면 고온에서 강도가 급격히 떨어지는 적열취성의 원인이 됩니다. 또한 소량 함유 시에도 연신율과 충격치를 저하시킵니다.
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19. 양은(Nickel silver)의 합금성분계로 맞는 것은?

  1. Cu – Ni – Zn
  2. Cu – Mn - Ag
  3. Al - Ni - Zn
  4. Al - Ni - Ag
(정답률: 72%)
  • 양은(Nickel silver)은 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn)의 3원계 합금으로, 은과 유사한 색상을 띠어 명칭이 붙여진 합금입니다.
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20. 철강을 냉간가공할 때 경도가 증가하는 주된 이유는?

  1. 전위가 증가하기 때문
  2. 부피가 감소하기 때문
  3. 무게가 증가히기 때문
  4. 밀도가 감소하기 때문
(정답률: 70%)
  • 냉간가공 시 금속 내부의 전위(dislocation) 밀도가 급격히 증가하며, 이 전위들이 서로 엉켜 이동이 방해받기 때문에 재료의 강도와 경도가 높아지는 가공경화 현상이 발생합니다.
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2과목: 금속조직

21. Fe-C 평형상태도에서 탄소량이 0.5%인 아공석강의 펄라이트 중 페라이트 양은 약 얼마인가? (단, 공석조성은 탄소량 0.8%, A1온도 이하에서 페라이트의 탄소 고용도를 0%, Fe3C 는 탄소함량 6.67%로 계산한다.)

  1. 13%
  2. 25%
  3. 55%
  4. 63%
(정답률: 50%)
  • 레버 룰(Lever Rule)을 이용하여 아공석강 내의 펄라이트 분율을 먼저 구한 뒤, 펄라이트 내부의 페라이트 비율을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Ferrite in Pearlite} = \frac{C_0}{C_{eutectoid}} × \frac{C_{Fe3C} - C_{eutectoid}}{C_{Fe3
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22. 순금속이나 합금에서 확산에 의해 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 침탄
  2. 상변화
  3. 구상화
  4. 마르텐자이트화
(정답률: 66%)
  • 확산은 원자가 농도 차이에 의해 이동하는 현상으로 침탄, 상변화, 구상화 등은 모두 원자의 이동(확산)이 필수적입니다. 반면, 마르텐자이트화는 확산 없이 격자 구조가 순식간에 변하는 무확산 변태(Diffusionless transformation)입니다.
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23. 오스테나이트에서 펄라이트로의 변태 중 결정입도의 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 핵생성은 에너지가 높은 장소에서 일어난다.
  2. 펄라이트의 핵생성은 대부분 결정입계에서 일어난다.
  3. 펄라이트 층간간격은 변태온도에 의해 결정된다.
  4. 오스테나이트의 결정립이 조대할수록 미세한 펄라이트 조직으로 된다.
(정답률: 74%)
  • 오스테나이트의 결정립이 조대할수록 핵생성 장소인 결정입계의 면적이 줄어들어, 결과적으로 펄라이트의 핵생성 수가 적어지므로 더 조대한 펄라이트 조직이 형성됩니다. 따라서 오스테나이트 결정립이 조대할수록 미세한 조직이 된다는 설명은 틀린 것입니다.
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24. 회복과정에서 축적에너지의 크기에 영향을 주는 인자가 아닌 것은?

  1. 가공도
  2. 가공온도
  3. 응고온도
  4. 결정립도
(정답률: 52%)
  • 회복 과정의 구동력인 축적에너지는 냉간 가공 시 발생하는 전위 밀도에 의해 결정됩니다. 따라서 가공도, 가공온도, 결정립도는 영향을 주지만, 이미 응고가 완료된 후의 상태인 응고온도는 회복 과정의 축적에너지 크기와 직접적인 관련이 없습니다.
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25. 순금속 중에 같은 종류의 원자가 확산하는 현상은?

  1. 자기확산
  2. 입계확산
  3. 상호확산
  4. 표면확산
(정답률: 77%)
  • 순금속 내에서 동일한 종류의 원자가 위치를 바꾸며 이동하는 현상을 자기확산이라고 합니다.

    오답 노트
    상호확산: 서로 다른 종류의 원자가 확산하는 현상
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26. 구리판을 철강나사로 체결하여 사용할 때 서로 다른 금속사이에 작용하는 부식은?

  1. 공석
  2. 입계부식
  3. 응력부식
  4. 전류부식
(정답률: 51%)
  • 전위차가 있는 서로 다른 두 금속이 접촉했을 때, 전위가 낮은 금속(비금속)에서 전위가 높은 금속으로 전류가 흐르며 발생하는 부식을 전류부식이라고 합니다.
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27. 0.18%C 강을 1500℃[δ+ L(융액)]에서 오스테나이트(γ)까지 서냉하였을 때 일어날 수 있는 반응은?

  1. 편정반응
  2. 공정반응
  3. 공석반응
  4. 포정반응
(정답률: 56%)
  • 액체(L)와 고체($\delta$)가 반응하여 새로운 고체($\gamma$)가 생성되는 반응은 포정반응의 정의와 일치합니다.

    오답 노트
    공정반응: 액체 $\rightarrow$ 고체1 + 고체2
    공석반응: 고체1 $\rightarrow$ 고체2 + 고체3
    편정반응: 액체1 $\rightarrow$ 고체1 + 액체2
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28. 고온에서 불규칙 상태의 고용체를 서냉 시 규칙격자가 형성되기 시작하는 온도는?

  1. 재결정온도
  2. 임계온도
  3. 응고온도
  4. 전이온도
(정답률: 53%)
  • 고온의 불규칙 고용체가 냉각되면서 원자들이 특정 위치에 규칙적으로 배열되어 규칙격자가 형성되기 시작하는 임계 온도를 전이온도라고 합니다.
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29. 다음 중 탄화물을 형성하는 합금원소는?

  1. Al
  2. Mn
  3. Ta
  4. Ni
(정답률: 58%)
  • 탄화물 형성 원소는 탄소(C)와 결합하여 매우 단단한 화합물을 만드는 원소입니다. Ta(탄탈륨)은 강력한 탄화물 형성 원소로, 고온 강도와 내마모성을 향상시키는 데 사용됩니다.

    오답 노트
    Al, Mn, Ni: 탄화물 형성 능력이 없거나 매우 낮음
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30. 다음 3원 상태도에서 A, B, C 상이 P점에서 평형을 이루었다면 B의 양은?

(정답률: 76%)
  • 3원 상태도에서 특정 점 P의 성분량을 구할 때는 지렛대 원리를 확장한 평형 삼각형(Tie-triangle)을 이용합니다. 점 P에서 각 꼭짓점의 반대편 변으로 선을 그었을 때, 성분 B의 양은 점 P를 지나는 선분과 변 AE 사이의 관계를 통해 결정되며, 이는 선분 $\overline{PE}$의 길이 비율로 나타낼 수 있습니다. 따라서 B의 양은 가 됩니다.
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31. 킹크밴드(kink band)를 형성하기 쉬운 금속은?

  1. Cr
  2. Zn
  3. V
  4. Mo
(정답률: 52%)
  • 킹크밴드(kink band)는 주로 조밀육방격자(HCP) 구조를 가진 금속에서 형성되기 쉽습니다. 제시된 보기 중 Zn(아연)이 대표적인 HCP 금속입니다.
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32. 전위와 버거스벡터에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 나사전위와 버거스벡터의 방향은 평행하다.
  2. 칼날전위와 버거스벡터의 방향은 평행하다.
  3. 나사 전위의 슬립 방향은 버거스벡테의 방향과 평행하다.
  4. 전위를 동반하는 격자 뒤틀림의 크기와 방향은 버거스 벡터로 나타낸다.
(정답률: 72%)
  • 전위의 종류에 따라 버거스 벡터와의 관계가 다릅니다. 나사전위는 버거스 벡터와 평행하지만, 칼날전위는 버거스 벡터의 방향과 수직입니다.
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33. 규칙-불규칙 변태에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 일반적으로 규칙화의 진행과 함께 강도가 증가한다.
  2. 규칙상은 상자성체이나 불규칙상은 강자성체이다.
  3. 일반적으로 규칙화의 진행과 함께 탄성계수는 작게 된다.
  4. 규칙도가 큰 합금은 비저항이 크고, 불규칙이 됨에 따라 비저항이 작게 된다.
(정답률: 57%)
  • 규칙-불규칙 변태에서 원자들이 규칙적으로 배열되는 규칙화가 진행되면 전위의 이동이 어려워지므로 일반적으로 강도가 증가합니다.

    오답 노트
    상자성체/강자성체: 규칙상과 불규칙상의 자성 특성은 합금 성분에 따라 다르며 일반화할 수 없습니다.
    탄성계수: 규칙화가 진행되면 일반적으로 탄성계수는 증가하는 경향이 있습니다.
    비저항: 규칙도가 높아져 원자 배열이 규칙적일수록 전자 산란이 줄어들어 비저항은 오히려 작아집니다.
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34. 금속의 강화기구가 아닌 것은?

  1. 분산 강화
  2. 석출 강화
  3. 재결정 강화
  4. 고용체 강화
(정답률: 50%)
  • 금속의 강화기구는 전위의 이동을 방해하여 강도를 높이는 방법들입니다.

    오답 노트
    재결정 강화: 재결정은 가공 경화된 조직이 사라지고 새로운 결정립이 생성되어 오히려 강도가 낮아지고 연성이 회복되는 과정입니다.
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35. Fe 단결정을 변압기의 철심재료로 사용할 때 압연 방향이 어떤 방향인 경우 자기손실이 최소가 되는가?

  1. [111]
  2. [011]
  3. [110]
  4. [100]
(정답률: 50%)
  • Fe 단결정의 경우 결정 방향에 따라 자기적 특성이 달라지며, [100] 방향으로 압연했을 때 자기 손실이 최소가 되어 변압기 철심 재료로 가장 유리합니다.
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36. 금속의 응고점이하에서부터 응고가 시작되면 액체중의 원자가 모여서 매우 작은 입자를 형성하는 것은?

  1. 엔탈피
  2. 단위포
  3. 엠브리오
  4. 결정격자
(정답률: 64%)
  • 응고점 이하에서 액체 중의 원자들이 모여 형성되는 매우 작은 초기 입자를 엠브리오(embryo)라고 하며, 이것이 임계 크기를 넘어서면 안정적인 핵으로 성장하게 됩니다.
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37. 다음 중 회복과정과 관련이 없는 것은?

  1. 크리프(creep)
  2. 서브결정(subgrain)
  3. 서브입계(subboundary)
  4. 폴리고니제이션(polygonization)
(정답률: 70%)
  • 크리프(creep)는 일정 하중이 가해진 상태에서 온도와 시간에 따라 재료가 서서히 변형되는 현상으로, 가공 경화된 재료의 내부 에너지를 줄여 원래 상태로 되돌리려는 회복 과정과는 관련이 없습니다.
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38. 전위의 상승운동에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원자의 확산 없이 일어난다.
  2. 슬립면에 대하여 수직한 운동이다.
  3. 온도가 높을수록 활발하게 일어난다.
  4. 원자공공(vacancy)의 확산에 의해 전위의 상승이 일어난다.
(정답률: 67%)
  • 전위의 상승운동(Climb)은 전위선이 슬립면을 벗어나 수직 방향으로 이동하는 운동으로, 이를 위해서는 원자의 확산이 반드시 필요합니다. 따라서 원자의 확산 없이 일어난다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    슬립면에 수직한 운동: 상승운동의 정의임
    온도 영향: 확산 기반 운동이므로 고온에서 활발함
    원자공공 확산: 공공의 이동을 통해 전위선이 상승함
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39. 침입형 원자가 원자공공과 한 쌍으로 되어 있는 결함은?

  1. 쌍정
  2. 크로디온
  3. 프렌켈결함
  4. 쇼트키결함
(정답률: 58%)
  • 결정 내의 이온이나 원자가 원래의 격자 위치를 벗어나 인접한 침입형 위치로 이동하여, 원자공공과 침입형 원자가 한 쌍을 이루는 점결함을 프렌켈결함이라고 합니다.
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40. 상온에서 α-Fe의 슬립면과 방향은?

  1. (111), [110]
  2. (110), [111]
  3. (100), [111]
  4. (111), [100]
(정답률: 55%)
  • 상온의 $\alpha$-Fe는 BCC 구조를 가지며, BCC 구조의 슬립면은 $(110)$이고 슬립 방향은 $[111]$입니다.
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3과목: 금속열처리

41. 탄소강을 담금질할 때 재료외부와 내부의 담금질 효과가 다르게 나타나는 현상은?

  1. 질량효과
  2. 노치효과
  3. 천이효과
  4. 피니싱효과
(정답률: 76%)
  • 재료의 크기(질량)가 커질수록 외부에서 내부로의 냉각 속도 차이가 발생하여, 표면은 담금질이 되지만 중심부는 냉각 속도가 느려 담금질 효과가 떨어지는 현상을 질량효과라고 합니다.
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42. 구상흑연주철에서 불림(normalizing)처리의 온도와 냉각방법은?

  1. 900℃ 가열처리후 공냉
  2. 700℃ 가열처리후 유냉
  3. 600℃ 가열처리후 공냉
  4. 500℃ 가열처리후 서냉
(정답률: 60%)
  • 구상흑연주철의 불림(Normalizing) 처리는 조직의 균질화와 결정립 미세화를 위해 $900^{\circ}C$ 부근으로 가열한 후 공기 중에서 냉각하는 공냉 방식을 사용합니다.
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43. 과공석강을 완전어닐링(full annealing)하여 얻을 수 있는 조직으로 옳은 것은?

  1. 페라이트 + 층상 펄라이트
  2. 시멘타이트 + 오스테나이트
  3. 오스테나이트 + 레데뷰라이트
  4. 시멘타이트 + 층상 펄라이트
(정답률: 66%)
  • 과공석강을 완전어닐링하면 오스테나이트 구역까지 가열 후 서냉하게 되는데, 이때 공석 반응을 통해 층상 펄라이트가 형성되고 남은 과잉 탄소가 시멘타이트로 석출되어 시멘타이트 + 층상 펄라이트 조직이 됩니다.
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44. 알루미늄, 마그네슘 및 그 합금의 질별기호에 대한 정의로 옳은 것은?

  1. T : 용체화 처리한 것
  2. W : 가공경화한 것
  3. Hb : 어닐링한 것
  4. Fa : 제조한 그대로의 것
(정답률: 61%)
  • 알루미늄 및 마그네슘 합금의 질별기호는 재료의 상태를 나타내며, $F^{a}$는 제조한 그대로의 상태를 의미합니다.

    오답 노트
    용체화 처리한 것: $W$
    가공경화한 것: $H$
    어닐링한 것: $O$
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45. 고주파 경화법에서 유도 전류에 의한 발생열의 침투깊이(d)를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, ρ는 강재의 비저항(μΩㆍ㎝ ), μ는 강재의 투자율, f는 주파수(Hz)이다.)

(정답률: 55%)
  • 고주파 경화법에서 유도 전류의 침투 깊이는 비저항에 비례하고 투자율과 주파수의 곱에 반비례하는 제곱근 형태로 결정됩니다.
    $$\text{침투깊이} = 5.03 \times 10^{3} \sqrt{\frac{\rho}{\mu \cdot f}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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46. 침탄법에 비해 질화법처리의 특징으로 틀린 것은?

  1. 취화되기 쉽다.
  2. 열처리가 필요없다.
  3. 경화에 의한 변형이 적다.
  4. 처리강의 종류에 제한을 받지 않는다.
(정답률: 56%)
  • 질화법은 침탄법과 달리 저온에서 처리하므로 경화에 의한 변형이 적고 별도의 퀜칭(열처리)이 필요 없으며, 표면 경도가 매우 높지만 취화되기 쉬운 특징이 있습니다. 하지만 질화법은 질소의 확산이 원활해야 하므로 질화강이라는 특수강을 사용해야 하며, 처리강의 종류에 제한을 받습니다.
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47. 고체침탄제의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 고온에서 침탄력이 강해야 한다.
  2. 침탄성분 중 P, S 성분이 적어야 한다.
  3. 장시간 사용해도 동일 침탄력을 유지하여야 한다.
  4. 침탄 시 용적변화가 크고 침탄 강재 표면에 고착물이 융착되어야 한다.
(정답률: 75%)
  • 고체침탄제는 침탄 과정에서 치수 변화를 최소화해야 하므로 용적 변화가 적어야 하며, 강재 표면에 고착물이 융착되지 않아야 깨끗한 표면을 얻을 수 있습니다.
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48. 마텐자이트 변태의 일반적인 특징으로 틀린 것은?

  1. 마텐자이트는 고용체의 단일상이다.
  2. 마텐자이트 변태는 확산에 의한 변태이다.
  3. 마텐자이트 변태를 하면 표면기복이 생긴다.
  4. 오스테나이트와 마텐자이트 사이에는 일정한 결정 방위관계가 있다.
(정답률: 72%)
  • 마텐자이트 변태는 원자의 확산 없이 결정 구조가 순식간에 변하는 무확산 변태(Diffusionless transformation)가 핵심 특징입니다.
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49. 열전대 종류 중 사용한도가 1400℃까지 사용가능한 것은?

  1. K(CA)형
  2. T(CC)형
  3. J(IC)형
  4. R(PR)형
(정답률: 53%)
  • 열전대 종류별 사용 가능 온도 범위를 확인하면 R(PR)형이 가장 높은 온도까지 측정 가능합니다.

    오답 노트
    K(CA)형: $0 \sim 1200^{\circ}\text{C}$
    J(IC)형: $0 \sim 800^{\circ}\text{C}$
    T(CC)형: $-200 \sim 400^{\circ}\text{C}$
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50. 열처리할 때 국부적으로 경화되지 않는 연점(softspot)이 발생하는 가장 큰 원인은?

  1. 소금물을 사용할 때
  2. 냉각액의 양이 많을 때
  3. 오일의 냉각액을 사용할 때
  4. 수냉 중 기포가 부착 되었을 때
(정답률: 78%)
  • 수냉 과정에서 냉각액과 강재 표면 사이에 기포가 부착되면, 해당 부위의 열전달이 방해받아 냉각 속도가 느려지게 됩니다. 이로 인해 국부적으로 경화가 되지 않는 연점(softspot)이 발생하게 됩니다.
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51. 탄화물을 피복하는 TD처리(Toyota Diffusion)의 특징으로 틀린 것은?

  1. 처리온도가 낮아 용융 염욕 중에서는 사용할 수 없다.
  2. 설비가 간단하고 처리품의 조작이 자유롭다.
  3. 높은 경도와 우수한 내소착성이 있다.
  4. 확산법에 의한 탄화물 피복법이다.
(정답률: 72%)
  • TD처리는 확산법을 이용해 높은 경도와 내소착성을 부여하는 공정으로, 처리 온도가 높다는 특징이 있습니다.
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52. 담금질처리 후 경도부족이 발생하는 원인을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 담금질 시 냉각속도가 임계냉각속도보다 빠른 경우
  2. 담금질 개시온도가 너무 낮아진 경우
  3. 과도한 잔류오스테나이트로 인한 경우
  4. 담금질 시 가열온도가 너무 낮은 경우
(정답률: 66%)
  • 냉각속도가 임계냉각속도보다 빠르면 마텐자이트 형성이 촉진되어 경도가 충분히 확보됩니다. 따라서 경도 부족의 원인이 될 수 없습니다.
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53. 강을 열처리 시 산화에 기인되는 것이 아닌 것은?

  1. 탈탄
  2. 고운 표면
  3. 경도 불균일
  4. 담금질 시 균열발생
(정답률: 78%)
  • 강의 열처리 중 산화가 발생하면 표면이 거칠어지고 탈탄 현상이 일어나므로, 고운 표면은 산화에 의해 나타나는 현상이 아닙니다.
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54. 강의 경화능을 향상시킬 수 있는 방법으로 가장 적당한 것은?

  1. 질량 효과를 크게 한다.
  2. 담금질성을 증가시키는 Co, V 등을 첨가한다.
  3. 오스테나이트의 결정입자를 크게 한다.
  4. 직경이 작은 제품보다 큰 제품을 열처리한다.
(정답률: 43%)
  • 강의 경화능을 높이기 위해서는 오스테나이트의 결정입자를 크게 하여 변태 속도를 늦추는 것이 효과적입니다.

    오답 노트
    Co, V 첨가: 경화능을 증가시키는 방법이 맞으므로 정답이 아님
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55. 단일 제어계로 전자 접촉기, 전자 릴레이 등을 결합시켜 전기를 공급하는 방식은?

  1. 비례제어식
  2. 정치제어식
  3. 프로그램제어식
  4. 온-오프(on - off)식
(정답률: 58%)
  • 전자 접촉기나 전자 릴레이를 사용하여 전원을 단순히 켜거나 끄는 방식으로 전기를 공급하는 제어 방식은 온-오프(on - off)식입니다.
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56. 베이나이트(bainite)담금질의 항온 열처리 작업 시 처리하는 온도범위로 맞는 것은?

  1. Ar″이하
  2. Ms 직하
  3. Ms ~ Mf
  4. Ar′~ Ar″
(정답률: 64%)
  • 베이나이트 조직을 얻기 위한 항온 열처리는 $Ar'$ 온도와 $Ar''$ 온도 사이의 범위에서 유지하여 수행합니다.
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57. 공석강에 실온에서 담금질할 때 마텐자이트로 변태하지 않고 남아 있는 것은?

  1. 잔류 오스테나이트
  2. 트루스타이트
  3. 시멘타이트
  4. 페라이트
(정답률: 80%)
  • 공석강을 담금질할 때 마텐자이트 변태가 완료되지 못하고 실온에서도 변태하지 않은 채로 남아 있는 오스테나이트를 잔류 오스테나이트라고 합니다.
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58. 탄소강을 담금질할 때 열전달 속도가 가장 빠르고 금속 표면의 온도가 약간 감소하여 연속적으로 증기막이 붕괴되는 단계는?

  1. 증기막 단계
  2. 비등단계
  3. 대류단계
  4. 특성단계
(정답률: 66%)
  • 담금질 시 냉각 과정 중 증기막이 붕괴되면서 냉각재가 금속 표면에 직접 닿아 열전달 속도가 급격히 빨라지는 구간을 비등단계라고 합니다.
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59. 담금질 한 강에 강인성을 주기 위해 실시하는 열처리 방법은?

  1. 퀜칭
  2. 템퍼링
  3. 어닐링
  4. 노멀라이징
(정답률: 61%)
  • 담금질(퀜칭) 후의 강은 경도는 높지만 취성이 커지므로, 다시 가열하여 인성을 부여하고 내부 응력을 제거하는 템퍼링 공정이 필수적입니다.

    오답 노트
    퀜칭: 급랭하여 경도를 높이는 처리
    어닐링: 완전 풀림으로 내부 응력 제거 및 연하게 만드는 처리
    노멀라이징: 표준화하여 결정립을 미세화하는 처리
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60. 화학적 증착법(CVD)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가스반응을 이용하여 금속, 탄화물, 질화물, 산화물 및 황화물 등을 피복하는 방법이다.
  2. 저온에서 행하므로 기판 및 모재의 제한이 없고 금속 결합을 하므로 밀착강도가 강하다.
  3. 반응물질로 염화물 등의 할로겐화물이 사용되며 결정성이 양호한 코팅 막을 얻을 수 있다.
  4. 피막의 밀착성이 물리적 증착법(PVD)에 비해 양호하며 균일한 코팅을 얻을 수 있다.
(정답률: 67%)
  • 화학적 증착법(CVD)은 가스 반응을 이용하므로 일반적으로 고온에서 공정이 진행됩니다. 따라서 저온에서 행하여 기판 및 모재의 제한이 없다는 설명은 틀린 내용입니다.
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4과목: 재료시험

61. 강의 비금속 재재물 측정방법(KS D 0204)에서 그룹 A에 해당하는 것은?

  1. 황화물 종류
  2. 규산염 종류
  3. 구형산화물 종류
  4. 알루민산염 종류
(정답률: 74%)
  • 강의 비금속 개재물 측정방법(KS D 0204)에서 그룹 A에는 황화물(A1)과 규산염(A2)이 모두 포함됩니다. 다만, 두 항목이 동시에 보기로 제시될 경우 일반적으로 황화물 종류를 우선적인 정답으로 선택합니다.
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62. KS B 0801에서는 금속재료 인장시험편 4호 봉강의 경우 규격을 다음 표와 같이 규정하고 있다. 이 중 연신율 측정의 기준이 되는 것은?

  1. 직경
  2. 표점거리
  3. 평행부의 길이
  4. 어깨부의 반지름
(정답률: 75%)
  • 금속재료 인장시험에서 연신율은 시험 전후의 표점거리 변화량을 측정하여 계산하므로, 연신율 측정의 기준이 되는 것은 표점거리입니다.
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63. 피로한도 및 피로수명에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 직경이 크면 피로한도는 작아진다.
  2. 노치가 있는 시험편의 피로한도는 작다.
  3. 표면이 거친 것이 고운 것보다 피로한도가 커진다.
  4. 피로수명이란 피로 파괴가 일어나기까지의 응력-반복횟수를 말한다.
(정답률: 55%)
  • 재료의 표면이 거칠면 응력 집중이 발생하기 쉬워 피로한도가 낮아집니다. 따라서 표면이 거친 것이 고운 것보다 피로한도가 커진다는 설명은 틀린 내용입니다.
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64. KS B 0804의 금속재료 굽힘시험에 사용되는 직사각형 시험편의 모서리 부분은 반지름이 시험편 두께의 얼마를 넘지 않도록 라운딩하여야 하는가?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 1/5
  4. 1/10
(정답률: 61%)
  • KS B 0804 금속재료 굽힘시험 규격에 따라, 직사각형 시험편의 모서리 라운딩 반지름은 시험편 두께의 $1/10$을 초과하지 않아야 합니다.
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65. 크리프 시험은 재료에 일정한 하중을 가하고 일정한 온도에서 긴 시간 유지하면서 시간이 경과함에 따라 재료의 어떤 성질을 측정하는가?

  1. 강도(strength)
  2. 연성(ductility)
  3. 변형(strain)
  4. 탄성(elasticity)
(정답률: 61%)
  • 크리프 시험은 고온에서 일정한 하중을 장시간 가했을 때 시간이 경과함에 따라 발생하는 재료의 변형(strain)을 측정하는 시험입니다.

    오답 노트
    연성(ductility): 에릭센(커핑) 시험을 통해 측정하는 성질입니다.
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66. 압축시험기에서(KS B 5533)시험기에 대한 명판 기재와 검사 보고서로 나눌 때 명판 기재사항이 아닌 것은?

  1. 설치장소
  2. 스트로크
  3. 칭량의 종류
  4. 시험기의 형식
(정답률: 71%)
  • 압축시험기(KS B 5533)의 명판에는 시험기의 형식, 스트로크, 칭량의 종류 등 기기 자체의 제원과 성능에 관한 사항을 기재해야 하며, 설치장소는 기기 제원이 아니므로 명판 기재사항이 아닙니다.
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67. 펄스 반사법에 따라 초음파탐상 시험방법(KS B 0817)에서 탐상도형의 표시 기호 중 기본 기호가 아닌 것은?

  1. A
  2. B
  3. T
  4. W
(정답률: 54%)
  • 초음파탐상 시험방법(KS B 0817)의 탐상도형 표시 기호에서 B, T, W 등은 기본 기호로 사용되지만, A는 기본 기호에 해당하지 않습니다.
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68. 경도시험에서 해머를 재료표면에 낙하시켜 튀어오르는 반발높이에 의하여 측정하는 반발식 경도는?

  1. 쇼어경도
  2. 브리넬경도
  3. 로크웰경도
  4. 비커즈경도
(정답률: 81%)
  • 쇼어경도는 다이아몬드 해머를 재료 표면에 낙하시켜 튀어오르는 반발 높이를 측정하여 경도를 결정하는 대표적인 반발식 경도 측정법입니다.
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69. 다음 비파괴 시험법 중 내부 결함의 검출에 가장 적합한 것은?

  1. 방사선투과시험
  2. 침투탐상시험
  3. 자분탐상시험
  4. 와전류탐상시험
(정답률: 78%)
  • 비파괴 시험법 중 방사선투과시험과 초음파탐상시험은 재료의 내부 결함을 검출하는 데 적합하며, 침투탐상, 자분탐상, 와전류탐상시험은 주로 표면 및 표면 근처의 외부 결함을 검출하는 데 사용됩니다.
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70. 물건이 떨어지거나 날아와서 사람이 맞는 경우의 상해는?

  1. 전도 및 도피
  2. 낙하 및 비래
  3. 붕기 및 골절
  4. 파열 및 충돌
(정답률: 81%)
  • 물건이 위에서 아래로 떨어지는 것을 '낙하', 물체가 튀어 오르거나 날아오는 것을 '비래'라고 합니다. 따라서 사람이 물건에 맞는 상해는 낙하 및 비래에 해당합니다.
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71. 로크웰 경도기를 이용한 경도시험에서 C스케일에 사용하는 다이아몬드 원추의 각도와 기준 하중은?

  1. 120°, 100kgf
  2. 136°, 15kgf
  3. 120°, 10kgf
  4. 136°, 150kgf
(정답률: 58%)
  • 로크웰 경도 시험의 C스케일은 다이아몬드 원추 압입자를 사용하며, 규정된 각도와 기준 하중을 적용합니다.
    ① [원추 각도] $120^{\circ}$
    ② [기준 하중] $10\text{ kgf}$
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72. 정량 조직검사를 통하여 얻을 수 있는 정보가 아닌 것은?

  1. 조직의 형태
  2. 금속재료의 성분
  3. 존재하는 상의 종류
  4. 개재물이나 결정입도의 크기
(정답률: 62%)
  • 정량 조직검사는 현미경을 통해 조직의 기하학적 특성을 수치화하는 분석법입니다. 조직의 형태, 상의 종류, 결정입도 및 개재물의 크기는 측정 가능하지만, 화학적 성분 분석은 별도의 성분 분석 장비를 통해 수행해야 합니다.
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73. 설퍼 프린트(sulfur print)는 철강 재료의 무엇을 알기 위한 실험인가?

  1. 탄소의 분포상태와 편석
  2. 규소의 분포상태와 편석
  3. 망간의 분포상태와 편석
  4. 황의 분포상태와 편석
(정답률: 77%)
  • 설퍼(Sulfur)는 화학 원소 '황'의 영어 명칭입니다. 따라서 설퍼 프린트는 철강 재료 내 황의 분포 상태와 편석 정도를 확인하기 위한 실험입니다.
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74. 원형선단을 갖는 펀치를 원판 시험면에 접촉시키고 작은 시험기이 압축장치로 가압하여 하중을 측정하고 시편의 연성을 측정하기 위한 시험은?

  1. 마모시험
  2. 크리프 시험
  3. 에릭센시험
  4. 스프링 시험
(정답률: 75%)
  • 원형 선단을 가진 펀치로 시편을 가압하여 파단될 때까지의 하중과 깊이를 측정함으로써 재료의 연성 및 성형성을 평가하는 시험은 에릭센시험입니다.
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75. 샤르피 충격시험시 시편의 흡수에너지 E이 계산식으로 옳은 것은? (단, W = 충격시험에 사용되는 해머의 중량(kg), R = 해머의 회전중심에서 무게중심까지의 거리(m), α = 들어 올린 해머의 각도, β = 시험편 절단 후 올라간 해머의 각도)

  1. E = WR(cosβ - cosα)
  2. E = WR(cosβ + cosα)
  3. E = WR(sinβ - sinα)
  4. E = WR(sinβ + sinα)
(정답률: 76%)
  • 샤르피 충격시험의 흡수에너지는 해머가 시편을 타격하기 전의 위치에너지와 타격 후 올라간 위치에너지의 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = WR(\cos\beta - \cos\alpha)$
    ② [숫자 대입] (해당 문제의 경우 공식 선택 문제이므로 대입 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $E = WR(\cos\beta - \cos\alpha)$
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76. 금속재료의 단축 압축시험과정에서 갖추어야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 시험편의 양단면은 완전 평면상태로 서로 평행하여야 한다.
  2. 주철의 압축시험은 시험편이 대각선으로 전단되는 순간 시험기를 정지시켜야 한다.
  3. 비교적 연성재료의 압축시험은 시험편이 좌굴 또는 측면의 팽창부에 균열이 발생한 후에도 계속 시험한다.
  4. 고강도 취성재료는 압축파괴 시 시험편의 파편이 비산하므로 시험편 주위에 안전망을 설치하고 시험해야 한다.
(정답률: 78%)
  • 단축 압축시험 시 연성재료의 경우 시험편이 좌굴(Buckling)되거나 측면 팽창부에 균열이 발생하면 더 이상 정확한 압축 특성을 측정할 수 없으므로 시험을 중단해야 합니다.
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77. 금속재료의 현미경 조직검사에서 황동(Brass)이나 청동(bronze)에 대한 부식용 시약으로 적합한 것은?

  1. 왕수용액
  2. 염화제2철 용액
  3. 질산-알콜용액
  4. 수산화나트륨용액
(정답률: 69%)
  • 황동이나 청동과 같은 구리 합금의 조직을 관찰하기 위해서는 적절한 부식액이 필요하며, 이때 염화제2철 용액이 가장 적합한 시약으로 사용됩니다.
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78. 강재의 재질 판별법 중의 하나인 불꽃시험 시 시험통칙에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유선의 관찰 시 색깔, 밝기, 길이, 굵기 등을 관찰한다.
  2. 바람의 영향을 피하는 방향으로 불꽃을 방출시킨다.
  3. 0.2% 탄소강의 불꽃길이가 500mm 정도의 압력을 가한다.
  4. 시험장소는 개인의 작업안전을 위하여 직사광선이 닿는 밝은 실내가 좋다.
(정답률: 82%)
  • 불꽃시험은 불꽃의 색깔, 밝기, 길이, 굵기 및 유선의 형태를 관찰하여 재질을 판별하는 시험입니다. 정확한 관찰을 위해서는 주변이 어두워야 불꽃의 미세한 변화를 식별할 수 있으므로, 직사광선이 닿는 밝은 실내가 아니라 어두운 장소에서 시험하는 것이 원칙입니다.
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79. 마모 현상에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 접촉압력이 클수록 마모저항은 적다.
  2. 마모 변질층은 모체금속의 결정구조와 같다.
  3. 진공상태에서는 대기보다 마모저항이 크다.
  4. 고주파 담금질 처리된 강은 마모손실이 적다.
(정답률: 37%)
  • 마모가 진행되면 마찰열과 압력으로 인해 표면층의 조직이 변하여 모체금속과는 다른 결정구조를 갖는 마모 변질층이 형성됩니다.

    오답 노트
    접촉압력이 클수록 마모저항 적음: 맞음
    진공상태 마모저항 큼: 맞음
    고주파 담금질 강 마모손실 적음: 맞음
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80. 다음 중 비파괴검사의 목적이 아닌 것은?

  1. 제품에 대한 신뢰성의 향상
  2. 비파괴 시험기의 결함발견
  3. 제조기술 개선 및 제품의 수명연장
  4. 불량률 감소에 따른 생산원가 절감
(정답률: 76%)
  • 비파괴검사는 제품을 파괴하지 않고 내부 결함을 찾아내어 제품의 신뢰성을 높이고, 제조 기술 개선 및 수명 연장, 불량률 감소를 통한 원가 절감을 목적으로 합니다. 비파괴 시험기 자체의 결함을 발견하는 것은 검사의 목적이 아닙니다.
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