열처리기능사 필기 기출문제복원 (2009-03-29)

열처리기능사
(2009-03-29 기출문제)

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1과목: 임의 구분

1. 다음 중 일반적인 주철에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 주철의 탄소 함유량은 1.0~2.0%인 Fe와 C의 합금을 말한다.
  2. 주조성이 좋지 않아 복잡한 형상의 주조는 할 수 없다.
  3. 주철 중의 탄소는 응고될 때 급랭하면 시멘타이트로, 서냉하면 흑연으로 정출된다.
  4. 주철에 함유되는 탄소의 양은 보통 페라이트와 펄라이트의 양을 합한 것으로 나타낸다.
(정답률: 51%)
  • 주철 중의 탄소는 응고될 때 급랭하면 시멘타이트로, 서냉하면 흑연으로 정출된다는 것은 주철의 응고과정에서 탄소의 상태가 변화한다는 것을 의미합니다. 급랭하면 탄소가 시멘타이트로 결합하여 경도가 높은 주철이 형성되고, 서늘하게 응고하면 탄소가 흑연으로 정출되어 연성이 높은 주철이 형성됩니다. 이러한 특성 때문에 주철은 다양한 용도로 사용됩니다.
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2. 다음 중 소성가공에 속하지 않는 것은?

  1. 압출
  2. 단조
  3. 정련
  4. 인발
(정답률: 76%)
  • 정련은 금속의 순도를 높이기 위해 불순물을 제거하는 공정으로, 소성가공과는 다른 분야에 속합니다. 압출, 단조, 인발은 모두 소성가공에 해당합니다.
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3. 금속의 성질 중 전성(展性)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 광택이 촉진되는 성질
  2. 소재를 용해하여 접합하는 성질
  3. 엷은 박(箔)으로 가공할 수 있는 성질
  4. 원소를 첨가하여 단단하게 하는 성질
(정답률: 76%)
  • 전성(展性)은 금속이 물리적인 힘에 의해 늘어나거나 구부러지는 성질을 말합니다. 이 중에서 "엷은 박(箔)으로 가공할 수 있는 성질"은 금속이 얇은 박(箔) 형태로 가공될 수 있는 성질을 의미합니다. 이는 금속의 분자 구조가 격자 형태로 이루어져 있어서 금속 입자들이 서로 밀접하게 연결되어 있기 때문에 가능합니다.
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4. 다음 중 순철에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비중은 약 7.8 정도이다.
  2. 상온에서 페라이트 조직이다.
  3. 상온에서 비자성체이다.
  4. 동소변태점에서는 원자의 배열이 변화한다.
(정답률: 74%)
  • 순철은 상온에서 비자성체이다. 이는 순수 철 원자로 이루어져 있어서 다른 원자와 결합하지 않고, 자기 스스로 안정적인 상태를 유지하기 때문이다.
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5. 다음 중 구상흑연 주철에서 흑연을 구상화하는 원소는?

  1. Cr
  2. Zn
  3. Mg
  4. S
(정답률: 61%)
  • 구상흑연 주철에서 흑연을 구상화하는 원소는 Mg입니다. 이는 Mg가 주철과 반응하여 마그네슘 성분이 생성되고, 이 마그네슘 성분이 흑연화 반응을 일으켜 흑연이 생성되기 때문입니다.
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6. 고 Cr계보다 내식성과 내산화성이 더 우수하고 조직이 연하여 가공성이 좋은 18-8 스테인리스강의 조직은?

  1. 페라이트
  2. 펄라이트
  3. 오스테나이트
  4. 마텐자이트
(정답률: 81%)
  • 18-8 스테인리스강은 크롬과 니켈을 주성분으로 하여 내식성과 내산화성이 뛰어나며, 조직이 연하여 가공성이 좋습니다. 이러한 특징은 오스테나이트 조직에서 나타납니다. 따라서 정답은 "오스테나이트"입니다.
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7. 7:3 황동에 1% 내외의 Sn을 첨가하여 열교환기, 증발기 등에 사용되는 합금은?

  1. 애드미럴티 황동
  2. 네이벌 황동
  3. 코슨 황동
  4. 에버듀어 메탈
(정답률: 68%)
  • 애드미럴티 황동은 황동에 비례량의 아연과 스티븐을 첨가하여 만든 합금으로, 열교환기, 증발기 등에 사용되는 합금으로 적합한 물성을 가지고 있습니다. 따라서 7:3 황동에 1% 내외의 Sn을 첨가하여 만든 합금이 애드미럴티 황동으로 선택되는 것입니다. 다른 보기인 네이벌 황동, 코슨 황동, 에버듀어 메탈은 각각 다른 첨가물을 사용하여 만든 합금으로, 열교환기, 증발기 등에 사용되는 합금으로는 적합하지 않습니다.
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8. Y-합금의 조성으로 옳은 것은?

  1. Al - Cu - Ni - Mg
  2. Al - Si - Mg - Ni
  3. Al - Cu - Mg- Si
  4. Al - Mg- Cu - Mn
(정답률: 71%)
  • "Al - Cu - Ni - Mg" 조성은 강도와 내식성이 뛰어나며, 우수한 가공성과 용접성을 가지고 있기 때문에 옳은 조성입니다. Cu는 강도를 높이고, Ni는 내식성을 향상시키며, Mg는 가공성과 용접성을 향상시키는 역할을 합니다. 또한, 이 조성은 항복강도와 인장강도가 높아서 구조물에 적합합니다.
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9. 다음 금속 원소 중 비중이 가장 가벼운 것은?

  1. Al
  2. Li
  3. Ti
  4. Mg
(정답률: 46%)
  • 비중은 단위 부피당 물질의 질량을 나타내는 것으로, 물질의 밀도와 관련이 있습니다. 따라서 비중이 가장 가벼운 금속 원소는 밀도가 가장 낮은 원소입니다. 이 중에서 Li(리튬)은 다른 보기에 비해 밀도가 가장 낮기 때문에 비중이 가장 가벼운 금속 원소입니다.
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10. 두 성분이 서로 어떤 비율로 용해하여 하나의 상을 가지는 상태도를 무엇이라고 하는가?

  1. 전율 고용체 상태도
  2. 공정형 상태도
  3. 편정형 상태도
  4. 포정형 상태도
(정답률: 50%)
  • 전율 고용체 상태도는 두 성분이 서로 완전히 혼합되어 하나의 상을 이루는 상태를 말합니다. 이는 두 성분이 서로 균일하게 분산되어 있어서 어떤 부분에서도 동일한 성분의 비율을 가지고 있기 때문에 전율 고용체라고 부릅니다. 다른 상태도들은 두 성분이 서로 혼합되어 있지만, 어느 정도는 분리되어 있는 경우를 나타내기 때문에 전율 고용체 상태도와 구분됩니다.
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11. 원자 충전율이 68%이며, 배위수가 8인 결정구조를 가지고 있는 격자는?

  1. 조밀육방격자
  2. 체심입방격자
  3. 면심입방격자
  4. 정방격자
(정답률: 72%)
  • 원자 충전율이 68%인 결정구조는 비교적 밀도가 낮은 구조를 가지고 있습니다. 이러한 구조는 조밀육방격자나 면심입방격자와 같은 구조가 아닌, 체심입방격자와 같은 구조를 가지는 경우가 많습니다. 체심입방격자는 원자가 위치한 격자점이 격자의 중심에 위치하여, 구조의 안정성이 높고 밀도가 낮은 구조를 가지고 있습니다. 따라서, 이 문제에서는 체심입방격자가 정답입니다.
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12. 냉간 가공도가 클수록 금속의 기계적 성질 변화를 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 내력이 증가한다.
  2. 연신율이 감소한다.
  3. 단면수축율이 증가한다.
  4. 인장강도가 증가한다.
(정답률: 44%)
  • 단면수축율이 증가하는 이유는 금속이 냉간 가공될 때 결정 구조가 변화하면서 결정 간 거리가 줄어들기 때문입니다. 이로 인해 금속이 수축하게 되고, 이는 단면수축율이 증가하는 것을 의미합니다.
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13. 탄소강에서 Mn의 영향을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 강의 담금질 효과를 증대시켜 경화능이 커진다.
  2. 강의 점성을 낮추어 고온 가공성을 낮춘다.
  3. 고온에서 결정립 성장을 억제시킨다.
  4. 주조성을 좋게 하며 MnS 형태로 S을 제거한다.
(정답률: 38%)
  • "Mn의 영향을 설명한 것으로 틀린 것은?"에 대한 답은 제시된 보기 중에서 "강의 담금질 효과를 증대시켜 경화능이 커진다." 입니다.

    강의 점성을 낮추어 고온 가공성을 낮추는 이유는, Mn이 탄소와 결합하여 MnS를 형성하기 때문입니다. MnS는 탄소보다 더 높은 녹는점을 가지고 있어, 고온에서 용융되지 않고 남아있게 됩니다. 이렇게 MnS가 형성되면, 강의 결함성을 감소시키고, 가공성을 낮추어 강의 가공이 용이해집니다. 따라서, Mn은 강의 가공성을 낮추는 역할을 합니다.
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14. 얼음, 물, 수증기의 3상이 있을 때 3중점(triple point)에서의 자유도는 얼마인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 62%)
  • 정답은 "0"입니다.

    3상이 모두 함께 존재하는 3중점에서는 온도와 압력이 정해져 있기 때문에 자유도가 없습니다. 따라서, 시스템의 상태를 변화시키는 데 자유도가 없으므로 자유도는 0입니다.
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15. 2~10%Sn, 0.6%P 이하의 합금이 사용되며 탄성률이 높아 스프링 재료로 가장 적합한 청동은?

  1. 알루미늄청동
  2. 망간청동
  3. 니켈청동
  4. 인청동
(정답률: 53%)
  • 인청동은 2~10%의 주철과 0.6% 이하의 인을 합금한 청동으로, 탄성률이 높아 스프링 재료로 적합합니다. 반면, 알루미늄청동은 알루미늄 함량이 높아 탄성률이 낮아 스프링 재료로는 적합하지 않습니다. 망간청동과 니켈청동은 각각 망간과 니켈을 합금한 청동으로, 탄성률은 인청동보다 낮습니다. 따라서, 인청동이 스프링 재료로 가장 적합한 청동입니다.
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16. 원호의 길이를 나타내는 치수선으로 옳은 것은?

(정답률: 66%)
  • 정답은 ""입니다.

    원호의 길이는 반지름과 호의 중심각에 따라 달라지기 때문에, 치수선에는 반지름과 중심각이 모두 표시되어야 합니다. ""는 반지름과 중심각이 모두 표시되어 있으므로 옳은 치수선입니다. 다른 보기들은 반지름이나 중심각 중 하나가 빠져있거나, 불필요한 정보가 포함되어 있습니다.
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17. 도면을 접어서 보관할 때 표준이 되는 것으로 크기가 210 × 297mm 인 것은?

  1. A2
  2. A3
  3. A4
  4. A5
(정답률: 86%)
  • A4는 국제 표준인 ISO 216에서 정한 종이 크기 중 하나로, 가로 210mm, 세로 297mm의 크기를 가지기 때문입니다. 이러한 크기는 일반적으로 문서나 도면 등을 인쇄하거나 보관할 때 많이 사용되며, 접어서 보관하기에도 적합한 크기입니다.
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18. 그림과 같은 도면에서 구멍의 개수는 몇 개 인가?

  1. 20
  2. 42
  3. 43
  4. 63
(정답률: 81%)
  • 구멍의 개수를 세기 위해서는 각 구멍의 경계선을 따라가면서 시작점과 끝점을 찾아야 합니다. 이 도면에서는 총 43개의 시작점과 끝점이 있으므로 정답은 "43"입니다.
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19. 경사체형 문자를 쓸 때는 수직에 대하여 몇 도 기울여 쓰는가?

  1. 10°
  2. 15°
  3. 20°
  4. 25°
(정답률: 70%)
  • 경사체형 문자를 쓸 때는 보통 15도 기울여 쓴다. 이는 인간의 시각적인 인식에 가장 적합한 각도이기 때문이다. 15도로 기울인 글씨는 일반적으로 가독성이 좋고, 자연스러워 보인다. 또한, 15도는 글씨를 쓰는 동안 펜이 자연스럽게 움직이는 각도이기도 하다. 따라서, 경사체형 문자를 쓸 때는 보통 15도로 기울여 쓰는 것이 좋다.
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20. 제도에서 2종류 이상의 선이 서로 겹칠 때 가장 우선적으로 도시하는 선은?

  1. 절단선
  2. 중심선
  3. 숨은선
  4. 외형선
(정답률: 80%)
  • 외형선은 제품의 외형을 나타내는 선으로, 다른 선들과 겹쳐져 있어도 가장 눈에 띄고 중요한 선입니다. 따라서 제도에서는 외형선을 가장 우선적으로 도시하여 제품의 외형을 명확하게 표현합니다.
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2과목: 임의 구분

21. 다음 그림은 제 3각법에 의해 그린 투상도이다. 평면도는 어느 것인가?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. A와 B
(정답률: 80%)
  • 정답은 "A"입니다.

    이유는 투상도에서 두 직선이 만나는 점을 구하면 해당 평면이 어떤 것인지 알 수 있습니다.

    위 그림에서는 AB와 CD가 만나는 점 O를 구할 수 있습니다. 이 점 O를 중심으로 AB와 CD를 대칭축으로 하는 대칭변환을 하면, AB와 CD가 모두 수직인 평면이 나타납니다.

    따라서 정답은 "A"입니다.
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22. 다음 중 치수 기입의 기본 원칙에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 치수의 중복 기입을 피해야 한다.
  2. 두께 치수는 주로 평면도나 측면도에 기입한다.
  3. 구멍의 치수 기입에서 관통 구멍이 원형으로 표시된 투상도에는 그 깊이를 기입한다.
  4. 도면에 길이의 크기와 자세 및 위치를 명확하게 표시해야 한다.
(정답률: 56%)
  • "구멍의 치수 기입에서 관통 구멍이 원형으로 표시된 투상도에는 그 깊이를 기입한다."가 틀린 설명입니다. 관통 구멍의 깊이는 단면도나 평면도에 기입하며, 투상도에는 표시하지 않습니다. 이유는 투상도는 구멍의 형상을 보여주는 것이기 때문에 깊이와 같은 추가 정보는 필요하지 않기 때문입니다.
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23. 도면에서 구의 반지름을 나타내는 기호는?

  1. C
  2. R
  3. SR
  4. t
(정답률: 78%)
  • 도면에서 구의 반지름을 나타내는 기호는 "SR"입니다. "S"는 Sphere(구)의 약자이고, "R"은 Radius(반지름)의 약자입니다. 따라서 "SR"은 구의 반지름을 나타내는 약어입니다.
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24. 그림과 같은 단면도를 무엇이라 하는가?

  1. 부분 단면도
  2. 한쪽 단면도
  3. 계단 단면도
  4. 회전도시 단면도
(정답률: 62%)
  • 이 그림은 계단의 단면을 보여주고 있기 때문에 "계단 단면도"라고 부릅니다. 계단의 구조와 형태를 이해하기 쉽게 표현한 것입니다.
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25. 실제 길이 10mm가 도면에서 5mm로 그려졌다면 척도는?

  1. 2:1
  2. 1:2
  3. 1:5
  4. 5:1
(정답률: 74%)
  • 실제 길이 10mm를 도면에서 5mm로 그렸으므로, 도면 상의 길이는 실제 길이의 1/2이다. 따라서 척도는 1:2이다.
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26. 제도 도면에서 미터나사를 나타내는 기호는?

  1. M
  2. PT
  3. PF
  4. UNF
(정답률: 85%)
  • 제도 도면에서 미터나사를 나타내는 기호는 "M"입니다. 이는 미터나사가 메트릭 체계에 따라 제작되기 때문입니다. "PT"는 파이프 나사, "PF"는 파이프 플랜지 나사, "UNF"는 미국 표준 미세 나사를 나타내는 기호입니다.
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27. 다음 재료 기호 중 고속도공구강을 나타낸 것은?

  1. SPS
  2. SKH
  3. STD
  4. STS
(정답률: 78%)
  • 정답은 "SKH"입니다.

    - SPS: 스테인리스 강을 나타내는 기호입니다.
    - SKH: 고속도공구강(High Speed Tool Steel)을 나타내는 기호입니다.
    - STD: 구조용 강을 나타내는 기호입니다.
    - STS: 스테인리스 강을 나타내는 기호입니다.

    따라서, 고속도공구강을 나타내는 기호는 SKH입니다.
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28. 고체 침탄법에서 목탄이나 코크스가 주원료로 사용되고, 침탄 촉진제로 사용하는 것은?

  1. CaO
  2. MgO
  3. NaCN
  4. MaCO3
(정답률: 27%)
  • 고체 침탄법에서 목탄이나 코크스는 주원료로 사용되며, 이들은 침탄 촉진제로서 산화물을 감소시켜 금속을 추출하는 역할을 합니다. 이 중에서 MaCO3은 침탄 촉진제로서 효과적인 역할을 하며, 이는 침탄 과정에서 생성되는 CO 가스와 반응하여 MaO를 생성하고, 이 MaO가 금속 추출에 도움을 주기 때문입니다. 따라서 MaCO3은 고체 침탄법에서 주로 사용되는 침탄 촉진제 중 하나입니다.
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29. 0.45%C 를 함유한 탄소강을 담금질할 때 어느 조직까지 온도를 상승시키는가?

  1. 페라이트
  2. 오스테나이트
  3. 레데뷰라이트
  4. 시멘타이트
(정답률: 61%)
  • 0.45% C를 함유한 탄소강은 저탄소강에 비해 담금질이 어렵기 때문에, 보통 고온에서 담금질을 진행합니다. 이때, 탄소강의 조직 변화는 순서대로 페라이트 → 오스테나이트 → 레데뷰라이트 → 시멘타이트 순으로 일어납니다. 따라서, 0.45% C를 함유한 탄소강을 담금질할 때, 최소한 오스테나이트까지 온도를 상승시켜야 합니다. 따라서 정답은 "오스테나이트" 입니다.
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30. ArⅠ점과 ArⅡ 점 사이의 온도로 유지한 열욕에 담금질하고, 오스테나이트 변태가 끝날 때까지 항온을 유지하는 열처리 방법은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 마템퍼링
  2. 광휘 열처리
  3. 오스포밍
  4. 오스템퍼링
(정답률: 42%)
  • ArⅠ점과 ArⅡ 점 사이의 온도로 유지한 열욕에 담금질하고, 오스테나이트 변태가 끝날 때까지 항온을 유지하는 열처리 방법은 "오스템퍼링"입니다. 이는 오스테나이트를 강도와 인성이 적절한 수준으로 유지하기 위해 수행되는 열처리 방법으로, 강도를 높이기 위한 경화와 함께 인성을 유지하기 위한 조직 변화를 동시에 이루어내는 방법입니다.
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31. 가스 침탄열처리에서 가스를 변성로 안에 넣어 침탄 가스로 변성시킬 때 촉매 역할을 하는 것은?

  1. Na
  2. Ni
  3. Ca
  4. Si
(정답률: 39%)
  • Ni는 침탄 가스의 촉매로 사용되는 주요 금속 중 하나입니다. Ni는 안정성이 높고, 고온에서도 안정적으로 작동하기 때문에 가스 침탄열처리에서 촉매로 많이 사용됩니다. 또한 Ni는 침탄 가스의 생성에 필요한 반응을 촉진시키는 역할을 하기 때문에 촉매로 적합합니다.
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32. 고속도강의 담금질 온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 750
  2. 850
  3. 1050
  4. 1250
(정답률: 48%)
  • 고속도강의 담금질 온도는 1250℃이다. 이는 고온에서 급속하게 냉각하여 강의 구조를 섬세하게 만들기 위한 공정으로, 일반적으로 1200℃ 이상의 고온에서 진행된다. 따라서 1250℃이 담금질 온도로 정해진 것이다.
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33. S곡선에 영향을 주는 요인 중 S곡선을 좌측으로 이동시키는 원소는?

  1. Ni
  2. Cr
  3. Mo
  4. Ti
(정답률: 43%)
  • S곡선을 좌측으로 이동시키는 원소는 Ti입니다. 이는 Ti가 다른 원소들보다 더 강한 침식 저항성을 가지기 때문입니다. 따라서 Ti가 존재할 때, 침식이 일어나는 속도가 느려져 S곡선이 좌측으로 이동하게 됩니다.
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34. 가스로를 사용하는 작업장에서 안전사고의 방지대책이 아닌 것은?

  1. 장비 표면에 기름이나 그리스 등의 인화성 물질이 없도록 한다.
  2. 환기시설을 충분히 하여 폭발의 위험성을 감소시킨다.
  3. 장시간 작업을 하지 않을 때는 보조밸브만 잠그고 주 밸브는 잠그지 않아도 된다.
  4. 연료가스는 공기 또는 산소와 혼합할 때 폭발성이 있으므로 주의하여야 한다.
(정답률: 90%)
  • 정답인 "장시간 작업을 하지 않을 때는 보조밸브만 잠그고 주 밸브는 잠그지 않아도 된다."는 안전사고 방지대책이 아닙니다. 이유는 보조밸브만 잠그고 주 밸브를 열어두면 가스가 계속 유입되어 화재나 폭발의 위험이 있기 때문입니다. 따라서 작업장에서는 작업이 끝나면 반드시 주 밸브도 잠그는 것이 안전합니다.
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35. 냉각제의 냉각능이 큰 순서에서 작은 순서로 옳게 나타낸 것은?

  1. 기계유 ＞ 10% 식염수 ＞ 물(18℃)
  2. 10% 식염수 ＞ 기계유 ＞ 물(18℃)
  3. 물(18℃) ＞ 10% 식염수 ＞ 기계유
  4. 10% 식염수 ＞ 물(18℃) ＞ 기계유
(정답률: 62%)
  • 정답: 10% 식염수 ＞ 물(18℃) ＞ 기계유

    이유:
    - 10% 식염수는 물에 비해 냉각능이 높은데, 이는 열전도율이 물보다 높기 때문이다.
    - 물은 일반적으로 냉각제로 많이 사용되지만, 18℃에서의 냉각능은 다른 냉각제에 비해 낮다.
    - 기계유는 열전도율이 낮아 냉각능이 물과 비교해서 낮다. 따라서 냉각제로 사용하기에는 적합하지 않다.
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36. 잔류 오스테나이트에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 담금질한 강을 0℃ 이하의 온도로 냉각시켰을 때 나타나는 조직이다.
  2. 공석강의 담금질시 일부의 오스테나이트가 마텐자이트로 변태되지 못한 조직이다.
  3. 상온에서 존재하는 미변태된 오스테나이트 조직이다.
  4. 상온에서 불안정하므로 치수변화를 일으킬 수 있다.
(정답률: 58%)
  • 잔류 오스테나이트에 대한 설명 중 틀린 것은 "담금질한 강을 0℃ 이하의 온도로 냉각시켰을 때 나타나는 조직이다."입니다. 잔류 오스테나이트는 담금질 후 열처리를 하지 않은 상태에서도 존재할 수 있으며, 일부의 오스테나이트가 마텐자이트로 변태되지 못한 조직입니다. 따라서, "상온에서 미변태된 오스테나이트 조직"이 맞는 설명입니다. 또한, 잔류 오스테나이트는 상온에서 불안정하므로 치수변화를 일으킬 수 있습니다.
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37. 염욕의 성질을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 점성이 커야 한다.
  2. 증발 및 휘발성이 적어야 한다.
  3. 흡습성 또는 조해성이 있어야 한다.
  4. 염욕 중의 불순물이 많고 순도는 낮아야 한다.
(정답률: 60%)
  • 염욕은 피부에 직접 적용되는 약제이기 때문에 증발 및 휘발성이 높으면 피부에 자극을 줄 수 있습니다. 따라서 증발 및 휘발성이 적어야 안전하게 사용할 수 있습니다.
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38. 연욕로 사용 시 안전에 유의해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 수분을 완전히 제거한다.
  2. 실내의 환기 상태를 좋게 한다.
  3. 장갑이나 마스크를 착용한다.
  4. 로의 예열을 위하여 급가열시킨다.
(정답률: 82%)
  • 로의 예열을 위하여 급가열시키는 것은 안전에 유의해야 할 사항 중 하나가 아닙니다. 그러나 이것은 안전하지 않은 방법입니다. 급격한 가열은 로의 손상을 유발할 수 있으며, 화재의 위험을 증가시킬 수 있습니다. 따라서 로를 안전하게 사용하기 위해서는 안전한 예열 방법을 사용해야 합니다.
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39. Cu-Be 합금이 스프링 재료로 우수한 성질을 나타내는 것은 어떤 처리를 한 것인가?

  1. 소성 처리
  2. 연신 처리
  3. 열간 처리
  4. 시효 처리
(정답률: 51%)
  • Cu-Be 합금이 스프링 재료로 우수한 성질을 나타내는 이유는 시효 처리를 한 것이기 때문입니다. 시효 처리는 합금을 일정한 온도에서 일정한 시간 동안 가열하고 그 후 냉각하는 과정으로, 합금 내부의 성분이 재배치되어 강도와 내식성이 향상됩니다. 따라서 Cu-Be 합금도 시효 처리를 통해 스프링 재료로 적합한 성질을 갖출 수 있게 됩니다.
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40. 0.8% 탄소강을 850℃ 이상으로 가열한 후 723℃ 이하로 냉각을 시키면 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 분해가 되는데 이 반응을 무엇이라 하는가?

  1. 공정 반응
  2. 공석 반응
  3. 포정 반응
  4. 편정 반응
(정답률: 56%)
  • 이 반응은 "공석 반응"이라고 합니다. 이유는 850℃ 이상에서 가열된 탄소강은 FCC(fcc) 구조의 오스테나이트 상태가 됩니다. 이 상태에서 723℃ 이하로 냉각을 시키면 탄소 원자들이 철 원자들과 결합하여 시멘타이트 상태와 페라이트 상태로 분해됩니다. 이때, 탄소 원자들이 결합하지 않고 빈 자리가 생기는데, 이를 "공석"이라고 합니다. 따라서 이 반응은 "공석 반응"이라고 부릅니다.
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3과목: 임의 구분

41. 소재 자체의 탄소 농도가 0.25%, 침탄시간과 확산시간의 합이 7시간, 목표 표면 탄소 농도가 0.8%, 침탄시 탄소농도가 1.15% 일 때 침탄 소요 시간은 얼마인가? (단, Harris의 식을 이용하시오.)

  1. 0.6
  2. 1.6
  3. 2.6
  4. 3.6
(정답률: 49%)
  • Harris의 식은 다음과 같습니다.

    Ct = Co + (Cs - Co) * (1 - e^(-kt))

    여기서, Ct는 시간 t 후의 탄소 농도, Co는 초기 탄소 농도, Cs는 목표 탄소 농도, k는 침탄 상수입니다.

    문제에서 주어진 값들을 대입하면 다음과 같습니다.

    Co = 0.25%
    Cs = 0.8%
    Ct = 1.15%
    t1 + t2 = 7시간

    Ct = Co + (Cs - Co) * (1 - e^(-kt))
    1.15% = 0.25% + (0.8% - 0.25%) * (1 - e^(-k(t1+t2)))

    이를 정리하면 다음과 같습니다.

    0.9% = 0.55% * (1 - e^(-7k))

    e^(-7k) = 0.36

    k = -ln(0.36) / 7 = 0.099

    따라서, 침탄 소요 시간은 다음과 같습니다.

    t1 = (1 / k) * ln((Cs - Co) / (Ct - Co) + 1) = (1 / 0.099) * ln((0.8% - 0.25%) / (1.15% - 0.25%) + 1) = 2.6시간

    따라서, 정답은 "2.6"입니다.
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42. 금속 압연용 롤이나 철도용 차륜 등에 사용되는 주철로 표면에는 내마모성을 부여하기 위해 용선을 급냉시켜 백선화하고 내부는 연성을 위해 회선화시킨 주철은?

  1. 강인주철
  2. 냉경주철
  3. 가단주철
  4. 구상화주철
(정답률: 37%)
  • 주어진 조건에서 내마모성을 부여하기 위해 용선을 급냉시켜 백선화하고 내부는 연성을 위해 회선화시킨다는 것은 고온에서 빠른 냉각을 통해 경도를 높이고 내구성을 높이는 경화처리를 의미합니다. 이에 따라 "냉경주철"이 정답입니다.
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43. 18-8스테인리스강의 입계부식을 예방하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. Ti, Nb 등을 첨가한다.
  2. 탄소량을 0.03%로 낮게 한다.
  3. 고용화열처리를 한다.
  4. 음극방식을 한다.
(정답률: 51%)
  • 18-8스테인리스강은 이미 내식성이 뛰어나기 때문에 입계부식을 예방하기 위해 음극방식을 사용할 필요가 없습니다. 따라서 "음극방식을 한다."가 정답입니다. 대신, Ti, Nb 등을 첨가하거나 탄소량을 낮추는 등의 방법으로 입계부식을 예방할 수 있습니다. 또한, 고용화열처리를 통해 내식성을 높일 수도 있습니다.
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44. 열처리로에 사용되는 내화재의 구비조건으로 옳은 것은?

  1. 열전도도가 작아야 한다.
  2. 마모에 대한 저항이 작아야 한다.
  3. 융점 및 연화점이 낮아야 한다.
  4. 화학적 침식 저항이 작아야 한다.
(정답률: 50%)
  • 열처리는 고온에서 이루어지는 작업이기 때문에 내화재는 고온에도 변형이 없어야 하며, 이를 위해서는 열전도도가 작아야 합니다. 열전도도가 작으면 내화재의 표면 온도가 높아져도 내부 온도는 낮아지기 때문에 내화재의 변형이나 파손을 방지할 수 있습니다.
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45. 냉간 가공한 스프링강 또는 피아노선의 탄성이나 피로 강도를 높이기 위한 열처리 방법은?

  1. 블라스팅 처리
  2. 블루밍 처리
  3. 오스포밍 처리
  4. 오스템퍼링 처리
(정답률: 52%)
  • 냉간 가공한 스프링강 또는 피아노선은 탄성이나 피로 강도가 낮아 열처리를 통해 강도를 높이는데, 이 중에서 블루밍 처리는 고온에서 단기간에 가열한 후 빠르게 냉각하여 강도를 높이는 방법입니다. 이 방법은 강도를 높이는 효과가 높고 처리 시간이 짧아 생산성이 높기 때문에 많이 사용됩니다.
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46. 고망간강, 구조용 합금강 등에서는 용강 중의 수소가스로 인하여 생기는 결함으로 250℃ 이하의 온도에서 나타나는 원형 또는 타원형의 결함을 무엇이라 하는가?

  1. 백점
  2. 비금속 개재물
  3. 수축공
  4. 마이크로 편석
(정답률: 57%)
  • 정답은 "수축공"입니다.

    고망간강, 구조용 합금강 등에서는 용강 중의 수소가스로 인하여 생기는 결함으로, 용강이 냉각되면서 수소가 고체 상태로 결합하면서 발생합니다. 이로 인해 결함이 형성되며, 이러한 결함을 수축공이라고 합니다.

    이 문제에서 정답이 "백점"인 이유는, 수축공은 고망간강, 구조용 합금강 등에서 발생하는 대표적인 결함 중 하나이기 때문입니다. 따라서 이 문제에서 수축공을 정확히 알고 있는 경우, 100점 만점에 100점을 받을 수 있습니다.
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47. 강 또는 철의 작은 입자를 고속으로 공작물의 표면에 쏘아 표면에 붙어 있는 녹 등을 제거하는 방법은?

  1. 산세
  2. 탈지
  3. 쇼트피이닝
  4. 샌드블라스트
(정답률: 68%)
  • 강 또는 철의 작은 입자를 고속으로 공작물의 표면에 쏘아 표면에 붙어 있는 녹 등을 제거하는 방법을 쇼트피이닝이라고 합니다. 이는 고속으로 충돌하는 입자들이 표면의 녹 등을 물리적으로 제거하는 방식으로 작용하기 때문입니다. 따라서 쇼트피이닝은 녹 등을 효과적으로 제거할 수 있는 방법 중 하나입니다.
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48. 고속도강은 자경성이 강하므로 완전 풀림처리시 장시간이 소요된다. 풀림처리 시간을 단축시키기 위해 적합한 풀림 방법은?

  1. 구상화 풀림
  2. 응력제거 풀림
  3. 항온 풀림
  4. 확산 풀림
(정답률: 30%)
  • 고속도강은 자경성이 강하므로 응력이 많이 쌓이게 되어 풀림처리 시간이 오래 걸립니다. 이를 단축시키기 위해서는 응력을 최소화하는 방법이 필요합니다. 항온 풀림은 고온에서 급속히 냉각하여 응력을 최소화하는 방법으로, 고속도강의 경우에도 풀림처리 시간을 단축시키는 효과가 있습니다. 따라서 항온 풀림이 적합한 풀림 방법입니다.
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49. 18-8 스테인리스강을 냉간 가공하거나 용접 등에 의해 생긴 내부응력을 제거하는 열처리는?

  1. 표면연화 열처리
  2. 취성화 열처리
  3. 조직 조대화 열처리
  4. 고용화 열처리
(정답률: 63%)
  • 18-8 스테인리스강은 냉간 가공이나 용접 등으로 인해 내부응력이 발생할 수 있습니다. 이러한 내부응력을 제거하기 위해 고온에서 일정 시간 동안 가열하여 결정구조를 안정화시키는 고용화 열처리가 필요합니다. 이 과정은 스테인리스강의 내구성과 성능을 향상시키는 중요한 공정 중 하나입니다.
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50. 기계구조용 Cr-Mo 강의 뜨임 온도는 약 몇 ℃인가?

  1. 60~80
  2. 150~200
  3. 550~650
  4. 830~880
(정답률: 64%)
  • Cr-Mo 강은 고온에서의 강도와 내식성이 우수한 강종으로, 기계구조용으로 많이 사용됩니다. 이 강종의 뜨임 온도는 일반적으로 550~650℃ 정도입니다. 이유는 이 온도 범위에서는 강도와 내식성이 최적화되기 때문입니다. 또한, 이 온도 이상에서는 강의 구조가 변형되어 성능이 저하될 수 있습니다. 따라서 Cr-Mo 강을 가공할 때는 이 온도 범위를 지켜야 합니다.
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51. 작업장에서 사용하는 안전대용 로프의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 마모성이 클 것
  2. 완충성이 높을 것
  3. 충격, 인장강도가 강할 것
  4. 습기나 약품류에 침범당하지 않을 것
(정답률: 74%)
  • "마모성이 클 것"이 틀린 것입니다. 안전대용 로프는 마모성이 낮아야 하기 때문입니다. 마모성이 클 경우 로프의 내구성이 떨어져 안전에 위험을 초래할 수 있습니다.
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52. 다음 중 질화 경도의 향상에 가장 효과적인 원소로 옳은 것은?

  1. Au
  2. Co
  3. Cr
  4. Cu
(정답률: 45%)
  • Cr은 질화 경도를 향상시키는 주요한 합금 원소 중 하나입니다. 이는 Cr이 질화물의 결정 구조를 강화시키고, 질화물 간의 결합력을 증가시키기 때문입니다. 또한 Cr은 고온에서 안정적인 질화물을 형성하므로, 고온에서 사용되는 공구 및 기계 부품 등에 많이 사용됩니다. 따라서 Cr은 질화 경도를 향상시키는 가장 효과적인 원소 중 하나입니다.
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53. 가열로에 사용되는 온도계로 정밀도가 좋고, 가격이 저렴하며, 전위차를 측정하여 양 접합점의 온도차를 알 수 있는 온도계는?

  1. 열전쌍 온도계
  2. 저항 온도계
  3. 압력 온도계
  4. 광 고온계
(정답률: 74%)
  • 열전쌍 온도계는 두 개의 금속선을 이용하여 온도를 측정하는데, 이 때 두 금속선의 전위차를 측정하여 온도를 알아내기 때문입니다. 이 방식은 정밀도가 높고 가격이 저렴하여 가열로에서 많이 사용됩니다.
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54. 0.3%C 탄소강을 1200℃ 로 가열한 후 공랭한 과열된 조직은?

  1. 시멘타이트
  2. 소르바이트
  3. 위드만슈테텐
  4. 침상 마텐자이트
(정답률: 41%)
  • 0.3%C 탄소강은 가열 후 냉각하면 주로 펄라이트 조직을 갖게 됩니다. 그러나 이 경우에는 공랭으로 냉각하면서 빠르게 냉각되어 마르텐사이트 조직을 갖게 됩니다. 이 중에서도 위드만슈테텐은 고온에서 형성된 마르텐사이트 조직으로, 높은 강도와 경도를 갖고 있습니다. 따라서 이 문제에서는 위드만슈테텐이 정답입니다.
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55. 고주파 열처리의 특징을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 직접 가열하므로 열효율이 좋다.
  2. 고주파 열처리한 후 연삭공정이 반드시 필요하다.
  3. 가열시간이 길어 산화 및 변형이 심하다.
  4. 강의 표면은 무르고 내부는 단단하여 내마모성이 향상된다.
(정답률: 46%)
  • 고주파 열처리는 직접 가열하는 방식이기 때문에 열이 효율적으로 전달되어 열효율이 좋습니다.
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56. 강의 담금질성을 판단하는 방법이 아닌 것은?

  1. 강박시험에 의한 방법
  2. 임계지름에 의한 방법
  3. 조미니시험에 의한 방법
  4. 임계냉각속도를 사용하는 방법
(정답률: 50%)
  • 강박시험은 강의 담금질성을 판단하는 방법이 아닙니다. 강박시험은 재료의 인성을 판단하는 시험으로, 재료가 얼마나 큰 응력을 견딜 수 있는지를 측정합니다. 따라서 강박시험은 강의 담금질성을 판단하는 방법이 아닙니다.
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57. 일반적으로 대기압에서부터 0.01기압까지의 저진공을 측정하는 데 사용하며 매우 정확한 압력을 측정할 수 있는 게이지는?

  1. 보돈(Bourdon) 게이지
  2. 열전쌍(Thermocouple) 게이지
  3. 이온(Ionization) 게이지
  4. 페닝(Penning) 게이지
(정답률: 42%)
  • 보돈 게이지는 대기압에서부터 0.01기압까지의 저진공을 측정하는 데 사용되며, 내부에 있는 곡선형 금속 튜브가 압력에 따라 변형되어 이를 측정하는 원리를 이용합니다. 이에 따라 매우 정확한 압력을 측정할 수 있습니다.
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58. SM30C의 담금질 온도로 가장 적절한 것은?

  1. 600~750℃
  2. 850~900℃
  3. 900~1050℃
  4. 1100~1150℃
(정답률: 44%)
  • SM30C는 중탄소 강재로, 담금질 온도는 탄소의 경도를 유지하면서도 인성을 유지하기 위해 적절한 범위 내에서 결정됩니다. 850~900℃는 탄소의 경도를 유지하면서도 인성을 유지하기에 적절한 범위이기 때문에 가장 적절한 온도입니다. 600~750℃는 탄소의 경도가 낮아져 인성이 향상되지만, 경도가 낮아져 내구성이 감소할 수 있습니다. 900~1050℃와 1100~1150℃는 탄소의 경도가 높아져 내구성은 향상되지만, 인성이 감소할 수 있습니다.
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59. 강의 뜨임색 중 가장 낮은 온도인 220℃에서 나타나는 색은?

  1. 황색
  2. 자색
  3. 담청색
  4. 연한자색
(정답률: 54%)
  • 강의 뜨임색은 물체가 가지는 온도에 따라 변하는 색을 말합니다. 일반적으로 물체의 온도가 높아질수록 색이 밝아지고, 빨갛게 변합니다. 따라서 220℃에서 나타나는 색은 빨강색보다는 더 낮은 파장을 가진 색으로, 황색이 가장 적합합니다.
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60. TTT곡선의 코(nose) 아래 온도에서 항온 변태시키면 나타나는 조직명은?

  1. 마텐자이트
  2. 오스테나이트
  3. 페라이트
  4. 베이나이트
(정답률: 52%)
  • TTT곡선은 강철 등의 금속재료가 냉각되면서 상변화를 일으키는 과정을 나타내는 그래프입니다. 이 과정에서 코 아래 온도에서 항온 변태시키면 베이나이트라는 조직이 형성됩니다. 베이나이트는 강도와 인성이 높은 조직으로, 강철 등의 금속재료에서 많이 사용됩니다. 따라서 정답은 베이나이트입니다.
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