금속재료기사 필기 기출문제복원 (2019-08-04)

금속재료기사 2019-08-04 필기 기출문제 해설

이 페이지는 금속재료기사 2019-08-04 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

금속재료기사
(2019-08-04 기출문제)

목록

1과목: 금속조직학

1. X선의 회절조건을 나타내는 관계식은? (단, d는 면간거리, θ는 X선의 입사각, λ는 X선의 파장, n은 상수이다.)

  1. 2n cosθ = λd
  2. 2n sinθ = λd
  3. 2d cosθ = nλ
  4. 2d sinθ = nλ
(정답률: 82%)
  • X선의 회절 조건은 브래그(Bragg)의 법칙을 따릅니다.
    $$2d \sin \theta = n\lambda$$
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2. 체심입방격자의 최근접 원자의 배위수는?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 85%)
  • 체심입방격자(BCC) 구조에서 중심에 위치한 원자는 8개의 꼭짓점에 있는 원자들과 접하고 있으므로 배위수는 8입니다.

    오답 노트
    FCC, HCP: 배위수 12
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3. 면심입방격자에서 가장 큰 원자 밀도를 가진 면은?

  1. {110}
  2. {111}
  3. {100}
  4. {112}
(정답률: 78%)
  • 면심입방격자(FCC)에서 원자 밀도는 해당 면에 포함된 원자의 개수를 면적으로 나눈 값입니다. {111}면은 원자 충진율이 가장 높아 원자 밀도가 가장 큽니다.
    $$ \text{원자 밀도} = \frac{\text{해당 면의 원자 수}}{\text{해당 면의 넓이}} $$
    $$ \text{원자 밀도} = \frac{2}{\frac{\sqrt{3}a^{2}}{4}} $$
    $$ \text{원자 밀도} = \frac{8}{\sqrt{3}a^{2}} $$
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4. 다음 중 규칙격자가 불규칙격자와 비교하여 전기전도도가 큰 이유는?

  1. 풀림을 단시간에 처리하므로
  2. 고온에서 핵생성이 촉진되므로
  3. 전도전자의 산란이 적어지므로
  4. 불규칙격자의 상호치환이 활발하므로
(정답률: 88%)
  • 규칙격자는 원자들이 정해진 위치에 규칙적으로 배열되어 있어, 불규칙격자에 비해 전도전자의 이동을 방해하는 산란 현상이 적게 발생하므로 전기전도도가 더 큽니다.
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5. 용질원자가 용매원자에 고용되는 정도를 결정하는 중요 요소가 아닌 것은?

  1. 개재물
  2. 결정구조
  3. 원자의 크기
  4. 원자의 전기음성도
(정답률: 84%)
  • 용질 원자가 용매 원자에 고용되기 위해서는 두 원자 사이의 결정구조, 원자 크기의 차이, 그리고 전기음성도와 같은 화학적 성질이 유사해야 합니다.

    오답 노트
    개재물: 고용도 결정 요소가 아니라 금속 내에 포함된 비금속성 불순물을 의미합니다.
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6. 오스테나이트에서 펄라이트로 변태할 때, 다음 중 일반적으로 어느 곳에서 가장 먼저 변태가 시작되는가?

  1. Austenite의 결정입계
  2. Austenite의 결정 내 중심
  3. Austenite의 결정 내 철 표면
  4. Austenite의 결정 내 탄소 표면
(정답률: 87%)
  • 오스테나이트에서 펄라이트로의 변태는 핵 생성 과정이 필요하며, 에너지가 높은 결정입계(Grain Boundary)가 가장 우선적인 핵 생성 장소가 되어 변태가 가장 먼저 시작됩니다.
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7. 면심입방격자인 금속이 응고할 때 결정이 성장하는 우선방향은?

  1. [100]
  2. [001]
  3. [121]
  4. [111]
(정답률: 73%)
  • 면심입방격자(FCC) 구조의 금속이 응고할 때, 원자 충진 밀도가 높은 방향을 따라 결정이 성장하며 우선방향은 $[100]$ 방향이 됩니다.
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8. 결정 입도 번호가 7일 때, 촬영한 1 inch2 당 평균 결정립 수는 몇 개인가? (단, ASTM 기준이며, 배율은 100배 이다.)

  1. 32개
  2. 64개
  3. 128개
  4. 256개
(정답률: 78%)
  • ASTM 결정 입도 번호를 이용하여 1 $\text{inch}^2$ 당 평균 결정립 수를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $N = 2^{n-1}$ (여기서 $n$은 입도 번호)
    ② [숫자 대입] $N = 2^{7-1}$
    ③ [최종 결과] $N = 64$
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9. 다음 중 금속의 재결정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 재결정은 핵생성 및 성장 과정이다.
  2. 핵생성속도가 작고 핵성장속도가 크면 결정립이 크게 성장한다.
  3. 핵생성속도가 크고 핵성장속도가 작으면 미세한 결정립이 된다.
  4. 고순도의 금속일수록 재결정화가 어렵기 때문에 고온 풀림처리를 해야 한다.
(정답률: 81%)
  • 금속의 순도가 높을수록 불순물에 의한 방해 요소가 적어 재결정 온도가 낮아지며, 따라서 재결정화가 더 쉽게 일어납니다.

    오답 노트
    핵생성 및 성장 과정: 재결정의 기본 메커니즘임
    핵생성속도 작고 성장속도 크면: 결정립이 크게 성장함
    핵생성속도 크고 성장속도 작으면: 미세한 결정립이 형성됨
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10. 냉간가공 후 수행하는 풀림처리에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 강의 경우 마텐자이트가 생성된다.
  2. 열응력에 의해 강화된다.
  3. 재료의 강도에 영향을 미치지 않는다.
  4. 전위밀도의 감소에 의해 연화된다.
(정답률: 81%)
  • 냉간가공으로 인해 증가한 전위 밀도를 열처리를 통해 회복 및 재결정시켜 재료의 성질을 되돌리는 과정입니다.
    풀림처리를 하면 전위 밀도가 감소하면서 내부 응력이 제거되고 재료가 다시 부드러워지는 연화 현상이 일어납니다.

    오답 노트
    마텐자이트 생성: 급랭 시 발생하는 조직임
    열응력 강화: 풀림은 응력을 제거하는 공정임
    강도 영향 없음: 연화되어 강도는 감소하고 연성은 증가함
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11. A-B 2원계 상태도가 다음과 같을 때, B가 20wt%인 합금이 T1 온도에서 액상과 고상의 비는?

  1. 액상 : 고상 = ab : bc
  2. 액상 : 고상 = ac : bc
  3. 액상 : 고상 = ab : ac
  4. 액상 : 고상 = bc : ab
(정답률: 83%)
  • 지렛대 원리(Lever Rule)를 이용하여 특정 온도 $T_1$에서 액상과 고상의 분율을 계산하는 문제입니다.
    전체 길이 $ac$ 중에서 반대편 팔의 길이에 비례하여 상의 분율이 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{액상 분율} = \frac{\text{고상 쪽 길이}}{\text{전체 길이}}, \text{고상 분율} = \frac{\text{액상 쪽 길이}}{\text{전체 길이}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{액상} : \text{고상} = \frac{bc}{ac} : \frac{ab}{ac}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{액상} : \text{고상} = bc : ab$$
    ※ 참고: 기존 해설의 $ab:bc$는 액상과 고상의 정의가 바뀐 것으로 보이나, 공식 지정 정답인 액상 : 고상 = $ab : bc$에 따라 작성되었습니다.
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12. 슬립계에 대한 정의로 옳은 것은?

  1. 슬립면과 전위의 조합
  2. 슬립면과 방향의 조합
  3. 선결함과 면결함의 조합
  4. 슬립 방향과 함수의 조합
(정답률: 76%)
  • 슬립계(Slip System)란 결정 내에서 전위가 가장 쉽게 이동하여 소성 변형이 일어나는 조합을 말합니다.
    이는 결정 구조에서 가장 조밀하게 원자가 배열된 '슬립면'과 그 면 내에서 가장 조밀한 '방향'의 조합으로 정의됩니다.
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13. 다음 상태도에 표시한 합금 중 상온에서 단일상이 나타나는 합금은?

  1. ⓐ
  2. ⓑ
  3. ⓒ
  4. ⓓ
(정답률: 68%)
  • 상태도에서 상온(온도가 매우 낮은 지점)에서 단일 상 영역에 위치하는 합금을 찾는 문제입니다.
    제시된 이미지 에서 ⓓ 영역은 상온에서 시멘타이트 상만 존재하는 단일상 구간에 해당하므로 정답입니다.
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14. 다음의 반응은 어떤 반응인가?

  1. 공정반응
  2. 포정반응
  3. 편정반응
  4. 공석반응
(정답률: 78%)
  • 액상과 고상이 반응하여 새로운 고상이 생성되는 반응은 포정반응입니다.
    $$\text{액상} + \alpha(\text{고상}) \leftrightarrow \beta(\text{고상})$$

    오답 노트
    공정반응: 액상 $\leftrightarrow$ 고상 + 고상
    포석반응: 고상 + 고상 $\leftrightarrow$ 고상
    편정반응: 액상1 + 고상 $\leftrightarrow$ 액상2
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15. 3성분계 상태도에서 자유도가 0이 될 때 상의 수는 몇 개인가? (단, 압력은 일정하다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 76%)
  • 압력이 일정할 때 성분 수와 상의 수, 자유도 사이의 관계식을 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $F = C - P + 1$
    ② [숫자 대입] $0 = 3 - P + 1$
    ③ [최종 결과] $P = 4$
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16. 순철의 동소변태 온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 210
  2. 723
  3. 910
  4. 1537
(정답률: 79%)
  • 순철의 동소변태는 온도에 따라 결정 구조가 변하는 현상으로, $A_{3}$ 변태 온도는 약 $910^{\circ}C$, $A_{4}$ 변태 온도는 약 $1400^{\circ}C$에서 일어납니다.
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17. 다음 중 구리 및 구리합금의 현미경 조직 시험의 부식제로 가장 적합한 것은?

  1. 나이탈
  2. 염산 용액
  3. 염화제2철 용액
  4. 수산화나트륨 용액
(정답률: 76%)
  • 구리 및 구리합금(주석청동, Al청동, Ni청동 등)의 현미경 조직을 관찰하기 위한 부식제로는 염화제2철 용액이 가장 적합합니다.

    오답 노트
    나이탈: 철강용
    수산화나트륨: Al합금용
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18. 다음 중 금속의 소성변형기구와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 슬립
  2. 쌍정
  3. 핵생성
  4. 킹크
(정답률: 74%)
  • 금속의 소성변형은 슬립, 쌍정, 킹크와 같은 기구에 의해 발생합니다. 반면 핵생성은 새로운 상이 생성되는 상변태의 시작 단계에 해당하므로 소성변형기구와는 거리가 멉니다.
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19. 다음 중 아공석강의 조직을 구성하는 상으로 옳은 것은?

  1. 시멘타이트 + 오스테나이트
  2. 페라이트 + 펄라이트
  3. 펄라이트 + 오스테나이트
  4. 솔바이트 + 투루스타이트
(정답률: 76%)
  • 아공석강은 탄소 함량이 공석점보다 낮은 강으로, 냉각 시 페라이트와 펄라이트 조직으로 구성됩니다.

    오답 노트
    공석강: 펄라이트
    과공석강: 시멘타이트 + 펄라이트
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20. 고용체에서 규칙도(Degree of order)가 1인 것을 무엇이라 하는가?

  1. 완전규칙 고용체
  2. 반규칙 고용체
  3. 반불규칙 고용체
  4. 완전불규칙 고용체
(정답률: 89%)
  • 고용체에서 규칙도(Degree of order)가 1이면 원자들이 정해진 위치에 완벽하게 배열된 상태를 의미하므로 완전규칙 고용체라고 합니다.

    오답 노트
    완전불규칙 고용체: 규칙도가 0인 상태
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2과목: 금속재료학

21. 다음 중 모넬메탈에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. KR Monel은 K Monel에 W 함량을 높게 하여 쾌삭성을 개선한 강이다.
  2. R Monel은 소량의 S를 첨가하여 쾌삭성을 개선한 강이다.
  3. K Monel은 용체화 처리한 후 뜨임해서 석출경화한 강이다.
  4. H Monel은 Si를 첨가하여 석출경화한 것이다.
(정답률: 67%)
  • KR Monel은 K Monel에 W(텅스텐)이 아니라 C(탄소) 함유량을 높여 절삭성(쾌삭성)을 향상시킨 강입니다.

    오답 노트
    R Monel: S 첨가로 쾌삭성 개선
    K Monel: Al 첨가 후 용체화 및 뜨임으로 석출경화
    H Monel: Si 첨가로 석출경화
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22. 분말야금에서 분말의 유동도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 성형 다이의 설계 시 분말의 유동도를 고려해야 한다.
  2. 분말의 유동도가 높으면 제품의 생산성이 떨어진다.
  3. 분말의 유동도가 높으면 제품의 특성이 균일해진다.
  4. 각진 형태의 제품이 둥근 형태의 제품보다 분말의 유동도가 중요시된다..
(정답률: 72%)
  • 분말의 유동도가 높다는 것은 분말이 다이 내부로 빠르고 균일하게 충전된다는 것을 의미하므로, 오히려 제품의 생산성이 향상됩니다.
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23. 금속침투법에서 세라 다이징법은 어떤 금속을 침투시키는 방법인가?

  1. B
  2. Zn
  3. Al
  4. Cr
(정답률: 71%)
  • 금속침투법의 종류에 따라 침투시키는 금속이 달라집니다. 세라다이징법은 아연($Zn$)을 침투시키는 방법입니다.

    오답 노트
    B: 보로나이징
    Al: 칼로라이징
    Cr: 크로마이징
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24. 강에서 황과 관련된 설명으로 옳은 것은?

  1. 아연과 결합하여 상온취성을 일으킨다.
  2. FeS을 생성하여 청열취성을 일으킨다.
  3. 질량효과를 감소시켜 담금질성을 좋게 한다.
  4. 쾌삭강에서는 쾌삭성을 향상시키기 위하여 첨가한다.
(정답률: 71%)
  • 황($S$)은 쾌삭강에서 약 $0.16\%$ 정도 첨가하여 절삭성을 높이고 공구 수명을 길게 하는 쾌삭성 향상 목적으로 사용됩니다.

    오답 노트
    아연과 결합하여 상온취성 유발: 인($P$)의 특성
    FeS 생성으로 청열취성 유발: 황($S$)은 적열취성을 유발함
    질량효과 감소: 황은 담금질성을 저하시킴
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25. Sn-Sb-Cu를 주성분으로 하며, 인성, 경도 및 유동성이 우수하여 베어링 합금으로 이용되는 것은?

  1. 톰백
  2. 켈멧
  3. 베빗메탈
  4. 문쯔메탈
(정답률: 80%)
  • 베빗메탈은 $Sn(70\sim 90\%)$, $Sb(7\sim 20\%)$, $Cu(2\sim 10\%)$를 주성분으로 하며, 고온·고압에 강하고 점성이 좋아 고속·고하중용 베어링 재료로 사용됩니다.
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26. 기계적 강도, 열적 특성 및 내식성 등을 충분히 향상시켜 하중을 지탱하고 열 등에 견뎌야 하는 구조물 또는 그 부품에 사용하는 파인 세라믹스는?

  1. 바이오 세라믹스
  2. 엔지니어링 세라믹스
  3. 일렉트로닉 세라믹스
  4. 트레디셔널 세라믹스
(정답률: 87%)
  • 기계적 강도, 열적 특성, 내식성을 극대화하여 구조물이나 부품의 하중 지지 및 내열성을 목적으로 사용하는 파인 세라믹스는 엔지니어링 세라믹스입니다.
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27. 다음 중 탈산도에 따른 강괴의 종류가 아닌 것은?

  1. 킬드강
  2. 림드강
  3. 세미킬드강
  4. 세미림드강
(정답률: 80%)
  • 강괴는 탈산 정도에 따라 킬드강, 림드강, 세미킬드강, 캡트강으로 분류됩니다. 따라서 세미림드강은 존재하지 않는 분류입니다.
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28. 알루미늄판 등의 판재를 가압성형하여 변형능력을 시험하는 방법은?

  1. 피로시험
  2. 인장시험
  3. 크리프시험
  4. 에릭슨시험
(정답률: 78%)
  • 에릭슨시험은 금속 박판에 하중을 가하여 판재의 변형능력을 측정하는 시험 방법입니다.

    오답 노트
    피로시험: 반복응력 측정
    인장시험: 인장하중 측정
    크리프시험: 고온에서 장시간 하중에 의한 변형 측정
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29. Al 및 그 합금의 질별 기호에서 W가 의미하는 것은?

  1. 가공 경화한 것
  2. 풀림을 한 것
  3. 용체화 처리한 것
  4. 제조한 것 그대로인 것
(정답률: 76%)
  • 알루미늄 질별 기호에서 W는 용체화 처리 후 시효경화가 진행 중인 상태를 의미합니다.

    오답 노트
    제조한 그대로인 것: F
    풀림을 한 것: O
    가공 경화한 것: H
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30. 비철 합금 주물의 편석 현상 중 주물 각부의 온도차 때문에 생기는 편석 현상은?

  1. 정편석
  2. 열편석
  3. 역편석
  4. 중력편석
(정답률: 82%)
  • 주물 각 부위의 온도 차이로 인해 성분 원소의 농도가 불균일하게 분포되는 현상을 열편석이라고 합니다.
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31. Al-Si 합금을 개량 처리를 실시할 때, 개량처리에 사용되는 것은?

  1. Na
  2. Cu
  3. Mg
  4. Ni
(정답률: 45%)
  • Al-Si 합금의 개량(개질)처리는 조직을 미세화하여 강도를 개선하기 위해 수행하며, 이를 위해 불화 알칼리나 금속 Na를 첨가합니다.
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32. 주철 내에서 강력한 탈황력을 갖는 흑연구상화 원소가 아닌 것은?

  1. Mg
  2. Ce
  3. S
  4. Ca
(정답률: 67%)
  • 구상흑연주철을 만들기 위해 흑연을 구상화하고 탈황력을 갖는 원소로는 $Mg$, $Ca$, $Ce$ 등을 첨가합니다. $S$(황)는 오히려 제거해야 할 대상인 불순물입니다.
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33. 마그네슘에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비중이 약 1.74로 가볍다.
  2. 열전도도는 Cu, Al 보다 낮다.
  3. 원료로는 보크사이트, 헤마타이트 등이다.
  4. 알칼리에는 잘견디나 산이나 염기에는 침식된다.
(정답률: 69%)
  • 마그네슘의 주요 원료는 마그네시아석, 돌로마이트($Mg_{3}CaCO_{3}$), 마그네사이트($MgCO_{3}$) 및 해수입니다.

    오답 노트
    보크사이트, 헤마타이트: 알루미늄과 철의 원료입니다.
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34. 분말야금에서 분말의 종류에 따라 소결 전 겉보기 밀도가 다른데, 다음 중 일반적으로 소결 전 겉보기 밀도가 높은 분말에서 낮은 분말로 나열한 것은?

  1. 구상 > 불규칙상 > 판상
  2. 불규칙상 > 구상 > 판상
  3. 판상 > 불규칙상 > 구상
  4. 불규칙상 > 판상 > 구상
(정답률: 73%)
  • 분말의 형상에 따른 겉보기 밀도는 입자 사이의 빈 공간이 적고 충진 효율이 좋은 구상 분말이 가장 높으며, 불규칙상, 판상 순으로 낮아집니다.
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35. 다음 중 강의 표면경화 열처리에서 고체 침탄 촉진제로 가장 많이 사용되는 것은?

  1. KCN
  2. KCl
  3. NaCl
  4. BaCO3
(정답률: 70%)
  • 강의 표면경화 열처리 시 고체 침탄을 촉진하기 위해 탄산바륨($BaCO_{3}$)이나 탄산나트륨($Na_{2}CO_{3}$) 등을 촉진제로 사용합니다.
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36. 가단주철의 일반적인 특징을 설명으로 틀린 것은?

  1. Si의 양이 적을수록 경도가 높다.
  2. 약 500℃까지 강도가 유지되고, 저온에서도 강하다.
  3. 내식성, 내충격성이 우수하며 절삭성이 좋다.
  4. 담금질 경화성이 있다.
(정답률: 59%)
  • 가단주철은 주조성과 절삭성이 우수하며, 내식성, 내충격성, 내열성이 뛰어나 $500^{\circ}C$까지 강도가 유지되고 저온에서도 강하며 담금질 경화성이 있는 것이 특징입니다. Si의 양과 경도의 상관관계는 가단주철의 일반적인 특징으로 보기 어렵습니다.
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37. 영구자석강의 구비조건으로 옳은 것은?

  1. 항자력이 커야 한다.
  2. 잔류자속밀도가 낮아야 한다.
  3. 오스테나이트조직이며, 시효변화가 커야 한다.
  4. 온도 상승 및 충격 진동에 의한 자기감소가 커야 한다.
(정답률: 67%)
  • 영구자석강은 한 번 자화되면 그 자력을 유지해야 하므로, 외부 자기장에 저항하는 힘인 항자력(보자력)과 잔류자속밀도가 커야 하며 투자율은 작아야 합니다.

    오답 노트
    잔류자속밀도가 낮아야 한다: 높아야 함
    오스테나이트조직이며, 시효변화가 커야 한다: 시효변화가 작아야 함
    온도 상승 및 충격 진동에 의한 자기감소가 커야 한다: 작아야 함
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38. 다음 중 전열합금에 요구되는 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가공성이 좋아서 연신, 압연 등이 용이해야 한다.
  2. 전기저항이 낮고, 저항의 온도계수가 작아야 한다.
  3. 고온대기 중에서 산화에 견디고, 사용온도가 높아야 한다.
  4. 고온에서 조직이 안정하고, 열팽창 계수가 작아야 한다.
(정답률: 72%)
  • 전열합금은 전기에너지를 열에너지로 바꾸는 것이 목적이므로, 기본적으로 전기저항이 높아야 효율적인 발열이 가능합니다.
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39. 다음 중 온도변화에 따라 열팽창계수, 탄성계수 등의 변화가 적은 합금과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 실루민
  2. 엘린바
  3. 슈퍼인바
  4. 플라티나이트
(정답률: 61%)
  • 엘린바, 슈퍼인바, 플라티나이트는 Fe-Ni계 불변강으로 온도 변화에 따른 열팽창계수와 탄성계수의 변화가 매우 적은 합금입니다.

    오답 노트
    실루민: 개량 처리한 Al 합금으로 위 합금들과 성질이 다릅니다.
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40. 스테인리스강에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Cr과 Ni은 스테인리스강의 기본적인 합금원소이다.
  2. 오스테나이트 스테인리스강은 자성이 강하다.
  3. 조직에 따라서 오스테나이트계, 마텐자이트계, 페라이트계, 석출경화계 스테인리스강으로 분류한다.
  4. 탄화물은 오스테나이트 입계에 석출하여 입계부식의 원인이 된다.
(정답률: 80%)
  • 오스테나이트계 스테인리스강은 일반적으로 비자성체입니다. 소성가공 후 약한 자성을 띨 수는 있으나, 자성이 강하다는 설명은 명백히 틀린 내용입니다.
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3과목: 야금공학

41. 다음 중 내화도가 가장 높은 내화물은?

  1. 마그네시아
  2. 알루미나
  3. 실리카
  4. 뮬라이트
(정답률: 63%)
  • 알루미나는 매우 높은 융점과 화학적 안정성을 가지고 있어 제시된 내화물들 중 내화도가 가장 높습니다.
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42. [보기]와 같은 조건에서 금속 M의 융점은 약 몇 K인가?

  1. 68
  2. 587
  3. 860
  4. 1133
(정답률: 77%)
  • 융점(녹는점)은 고체와 액체가 평형을 이루는 지점으로, 이때의 깁스 자유에너지 변화량 $\Delta G^\circ$ 값은 $0$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{\Delta G^\circ \text{ 상수항}}{\text{온도 계수}}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{4000}{4.651}$
    ③ [최종 결과] $T = 860$
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43. 종류가 다른 이상 기체들을 혼합할 경우, Gibbs의 자유에너지 변화(ΔGm)로 옳은 것은? (단, ΔHm는 혼합 엔탈피의 변화, ΔSm는 혼합 엔트로피의 변화, T 는 절대 온도이다.)

  1. ΔGm=0
  2. ΔGm=ΔHm
  3. ΔGm=ΔSm/T
  4. ΔGm=-TΔSm
(정답률: 69%)
  • 이상 기체들의 혼합 과정에서는 엔탈피 변화가 없으므로 $\Delta H^m = 0$입니다. 따라서 깁스 자유에너지 변화 식 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$에 의해 $\Delta G^m = -T\Delta S^m$이 성립합니다.
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44. 열역학적으로 완전한 내부 평형 상태에 있는 계의 온도가 0 K 이면, 계의 엔트로피는 몇 J/K·mole 인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 273
  4. 298
(정답률: 81%)
  • 열역학 제3법칙에 따라, 절대온도 $0\text{ K}$에서 완전한 결정 상태인 계의 엔트로피는 $0$이 됩니다. 즉, 온도가 $0\text{ K}$가 되면 무질서도가 완전히 사라진 상태가 됩니다.
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45. Mg2Si 화합물 중 Mg 의 중량 백분율은 약 몇 wt%인가? (단, Mg, Si 의 원자량은 각각 24.31, 28.09 이다.)

  1. 66.66
  2. 63.38
  3. 43.38
  4. 33.33
(정답률: 77%)
  • 화합물 내 특정 성분의 중량 백분율은 전체 분자량 대비 해당 성분의 총 원자량 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{wt}\% = \frac{\text{Mg 원자량} \times \text{개수}}{(\text{Mg 원자량} \times \text{개수}) + \text{Si 원자량}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{wt}\% = \frac{24.31 \times 2}{(24.31 \times 2) + 28.09} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{wt}\% = 63.38$
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46. 코크스의 기공 산출식으로 옳은 것은?

(정답률: 74%)
  • 코크스의 기공률은 진비중과 가비중의 차이를 진비중으로 나누어 백분율로 나타냅니다.
    $$\text{기공률} = \frac{\text{진비중} - \text{가비중}}{\text{진비중}} \times 100\%$$
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47. 이상적인 2원계 혼합물을 생성할 때의 ΔSM 은?

  1. ΔSM=-R(lnXA+lnXB)
  2. ΔSM=-R(XAlnXA+XBlnXB)
  3. ΔSM=-RXAXB(lnXA+lnXB)
  4. ΔSM=-ΔHM(XAlnXA+XBlnXB)
(정답률: 76%)
  • 이상적인 2원계 혼합물의 혼합 엔트로피 $\Delta S^M$은 각 성분의 몰 분율 $X_A, X_B$와 기체 상수 $R$을 이용하여 계산합니다.
    $$\Delta S^M = -R(X_A \ln X_A + X_B \ln X_B)$$
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48. 철강제조 시 슬래그(Slag)의 염기도 계산식으로 옳은 것은?

(정답률: 72%)
  • 슬래그의 염기도는 슬래그 내의 염기성 성분과 산성 성분의 비율로 정의합니다.
    $$\text{염기도} = \frac{\text{염기성 성분의 총합}}{\text{산성 성분의 총합}}$$
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49. i와 j의 2원계 화합물에서 i 의 화학포텐셜()에 대한 표현이 틀린 것은? (단, U : 내부 에너지, G : 깁스 자유에너지, A : 헬름-홀츠 에너지, nj : i의 몰 수)

(정답률: 59%)
  • 화학포텐셜 $\mu_i$는 깁스 자유에너지 $G$, 내부 에너지 $U$, 헬름홀츠 에너지 $A$의 편미분 형태로 정의됩니다.
    정답인 $\mu_i = (\frac{\partial n_i}{\partial A})_{S,P,n_j}$ 식은 미분 대상과 변수가 서로 바뀌어 있어 틀린 표현입니다. 올바른 헬름홀츠 에너지 관계식은 $\mu_i = (\frac{\partial A}{\partial n_i})_{T,V,n_j}$ 입니다.
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50. 2원계 합금에서 이상적 활동도 거동을 보여주는 법칙은?

  1. 달톤의 법칙
  2. 아마가트의 법칙
  3. 시버트의 법칙
  4. 라울의 법칙
(정답률: 67%)
  • 라울의 법칙은 이상 용액(Ideal Solution)에서 성분의 활동도가 그 성분의 몰 분율과 같다고 정의하는 법칙으로, 2원계 합금의 이상적 활동도 거동을 설명합니다.
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51. 다음의 표현 중에서 열역학적 평형을 나타내는 것이 아닌 것은?

  1. 온도구배가 시간에 따라 변화한다.
  2. 엔트로피가 최대값이다.
  3. 내부에너지의 변화가 없다.
  4. 자유에너지의 변화가 없다.
(정답률: 69%)
  • 열역학적 평형 상태에서는 온도, 압력, 화학 퍼텐셜이 일정하여 시간에 따른 변화가 없어야 합니다. 따라서 온도구배가 시간에 따라 변화한다는 것은 평형 상태가 아님을 의미합니다.
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52. 300K, 1 몰의 이상 기체가 4 atm의 압력에서 1 atm으로 등온팽창할 때, 최대 일은 약 몇 J/mole인가? (단, 기체상수는 8.314J/℃·mole 이다.)

  1. 0
  2. 1507
  3. 1883
  4. 3458
(정답률: 55%)
  • 이상 기체의 등온 팽창 과정에서 계가 할 수 있는 최대 일은 깁스 자유 에너지 변화량의 크기와 같습니다.
    ① [기본 공식] $W_{max} = -RT \ln \frac{P_{f}}{P_{i}}$
    ② [숫자 대입] $W_{max} = -(8.314)(300) \ln \frac{1}{4}$
    ③ [최종 결과] $W_{max} = 3458$
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53. 다음 중 클라우시우스-클라페이론의 식과 가장 거리가 먼 것은? (단, Vg는 기체 1 mole의 부피이다.)

(정답률: 60%)
  • 클라우시우스-클라페이론 식은 온도에 따른 증기압의 변화를 나타내는 식으로, $\frac{dP}{dT} = \frac{L}{T\Delta V}$ 형태의 관계를 가집니다. 는 엔탈피의 온도 변화율을 나타내는 식으로, 해당 법칙과 무관합니다.
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54. 다음 중 산성 내화물에 해당되는 것은?

  1. 규석질
  2. 크로마그질
  3. 마그네시아질
  4. 돌로마이트질
(정답률: 71%)
  • 내화물은 화학적 성질에 따라 분류하며, 규석질(SiO2)은 대표적인 산성 내화물에 해당합니다.

    오답 노트
    크로마그질, 마그네시아질, 돌로마이트질: 염기성 내화물
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55. 다음 중 규칙용액(regular solution)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 혼합열은 조성에 따라 다르다.
  2. 혼합 엔트로피는 이상용액의 엔트로피와 같다.
  3. 2원계에서 한 성분의 몰분율이 0.5일 때 혼합열이 0 이다.
  4. 성분의 활동도 계수는 온도에 따라 변한다.
(정답률: 56%)
  • 규칙용액은 혼합 엔트로피는 이상용액과 같지만, 혼합열은 0이 아니며 조성에 따라 달라지는 특성을 가집니다. 따라서 2원계에서 몰분율이 0.5라고 해서 혼합열이 0이 된다는 설명은 틀린 것입니다.
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56. 라울형 이상용액이 혼합 생성열(ΔHM) 으로 옳은 것은?

  1. ΔHM=RT
  2. ΔHM=0
  3. ΔHM<1
  4. ΔHM>1
(정답률: 65%)
  • 이상 용액은 성분을 혼합할 때 분자 간 상호작용의 변화가 없으므로, 부피 변화가 없고 혼합 시 열의 변화가 발생하지 않습니다. 따라서 혼합 생성열 $\Delta H^{M}$은 0이 됩니다.
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57. 다음과 가장 관계 있는 것은?

  1. Joule 의 법칙
  2. Einstein 의 식
  3. Debye 의 식
  4. Dulong-Petit 의 법칙
(정답률: 66%)
  • 제시된 이미지 의 내용은 아주 낮은 온도에서 고체의 정적 열용량 $C_{v}$가 온도 $T$의 3제곱($T^{3}$)에 비례한다는 원리로, 이는 Debye 의 식에 해당합니다.
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58. 다음 중 고로에서 열 정산 시 출열 항목이 아닌 것은?

  1. 산화철 환원열
  2. 코크스 연소열
  3. 노정가스 현열
  4. 석회석 분해열
(정답률: 53%)
  • 고로의 열정산에서 출열(열을 내보내는 항목)은 주로 흡열 반응이나 가스로 배출되는 열을 의미합니다. 코크스 연소열은 고로 내부에 열을 공급하는 대표적인 입열 항목입니다.
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59. 다음 중 조연의 전해 정련법은?

  1. Parks 법
  2. Betts 법
  3. Moebius 법
  4. Harris 법
(정답률: 60%)
  • 납(Pb)의 전해정제 시에는 $PbSO_{4}$의 용해도가 매우 낮아 일반적인 황산 전해액을 사용할 수 없으므로, 이를 해결하기 위해 Betts 법이라는 특수한 전해법을 이용합니다.
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60. 부두아 곡선에서 나타나는 Carbon Solution 반응에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 반응식은 ‘CO2 + C → 2CO’이다.
  2. 저온보다는 고온부에서 반응이 잘 일어난다.
  3. 저압 조건보다 고압 조건에서 잘 일어난다.
  4. Carbon Loss 반응이라고도 한다.
(정답률: 61%)
  • Carbon Solution 반응($$CO_2 + C \rightarrow 2CO$$)은 탄소가 용해되어 가스로 변하는 반응으로, 르샤틀리에 원리에 의해 압력이 낮을수록(저압 조건) 반응이 더 잘 일어납니다.

    오답 노트
    Carbon Loss 반응: 탄소가 소실되는 반응이므로 옳은 설명입니다.
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4과목: 금속가공학

61. 다음 중 BCC 결정의 {110}의 면간 거리는? (단, a 는 격자 상수이다.)

(정답률: 73%)
  • 입방 결정계에서 면간 거리 $d$는 격자 상수 $a$와 밀러 지수 $h, k, l$을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $d = \frac{a}{\sqrt{h^2 + k^2 + l^2}}$
    ② [숫자 대입] $d = \frac{a}{\sqrt{1^2 + 1^2 + 0^2}}$
    ③ [최종 결과] $d = \frac{a}{\sqrt{2}}$
    따라서 정답은 입니다.
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62. 접촉하고 있는 두 개의 표면이 상대적으로 반복운동을 받을 때, 표면이 손상되는 현상은?

  1. 열피로
  2. 코엑싱
  3. 쇼트피닝
  4. 프레팅
(정답률: 55%)
  • 프레팅은 접촉하고 있는 두 고체 표면이 아주 작은 진동(미동)에 의해 반복적으로 마찰하며 표면이 손상되는 미동 마모 현상을 의미합니다.
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63. 다음 중 샤르피 충격시험기에서 충격에너지(E)를 구하는 식으로 옳은 것은?

  1. E=WR(cosβ-cosα)
  2. E=WR(cosα+cosβ)
  3. E=2WR(cosβ-cosα)
  4. E=WR/2(cosα-cosβ)
(정답률: 80%)
  • 샤르피 충격시험에서 충격에너지는 해머의 위치 에너지 차이로 계산하며, 초기 높이와 충격 후 올라간 높이의 차이를 이용하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $E = WR(\cos\beta - \cos\alpha)$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $E = WR(\cos\beta - \cos\alpha)$
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64. 압연할 때 롤과 재료와의 접촉면에서 롤의 곡률반경이 증가하는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 롤 굽힘
  2. 롤 열팽창
  3. 롤 편평화
  4. 롤 크라운
(정답률: 66%)
  • 압연 시 강한 압하력으로 인해 롤이 탄성 변형되어 접촉면이 평평해지는 현상을 롤 편평화라고 하며, 이로 인해 결과적으로 롤의 곡률반경이 증가하고 접촉 면적이 넓어지게 됩니다.
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65. 공칭 스트레인(ε0)과 진 스트레인(ε)의 관계를 옳게 나타낸 것은?

  1. ε0 = 1/ε
  2. ε = ln(1-ε0)
  3. ε0 = ln(1+ε)
  4. ε= ln(1+ε0)
(정답률: 71%)
  • 공칭 스트레인 $\epsilon_{0}$와 진 스트레인 $\epsilon$의 관계는 재료의 길이 변화를 적분하여 정의하며, 다음과 같은 로그 관계식을 가집니다.
    $$\epsilon = \ln(1 + \epsilon_{0})$$
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66. 금속기지 속에 미세하게 분산된 불용성 제2상으로 인하여 생기는 강화는?

  1. 마텐자이트강화
  2. 변형강화
  3. 분산강화
  4. 소각입계강화
(정답률: 81%)
  • 금속 기지 내에 미세하고 단단한 불용성 제2상 입자들이 균일하게 분산되어 전위의 이동을 방해함으로써 강도를 높이는 메커니즘을 분산강화라고 합니다.
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67. 다음 중 크리프 강도가 높은 재료가 갖추어야 할 조건과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 조대한 결정립
  2. 높은 융점
  3. 높은 격자저항
  4. 높은 확산계수
(정답률: 58%)
  • 크리프 강도를 높이려면 고온에서 원자의 이동을 억제해야 합니다. 확산계수가 높으면 원자 이동이 활발해져 크리프 변형이 가속화되므로, 낮은 확산계수가 필요합니다.

    오답 노트
    조대한 결정립: 입계 확산 및 미끄럼 억제
    높은 융점: 고온 안정성 확보
    높은 격자저항: 전위 이동 방해
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68. 다음 중 열간가공의 장점이 아닌 것은?

  1. 기공이 적어진다.
  2. 가공 시 필요 에너지가 감소된다.
  3. 조대한 주상정조직이 파괴된다.
  4. 주조상태보다 연성과 인성이 감소한다.
(정답률: 72%)
  • 열간가공은 재결정 온도 이상에서 가공하므로 금속의 연성과 인성이 향상되는 것이 특징입니다. 따라서 주조상태보다 연성과 인성이 감소한다는 설명은 열간가공의 장점이 아닌 잘못된 설명입니다.
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69. 결정입자 미세화 강화에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 결정입계는 전위의 운동을 활성화시키고 슬립하는 전위와 상호작용운동을 한다.
  2. 결정입계는 전위의 운동을 방해하는 장애물로서 결정입자가 미세할수록 강도가 커진다.
  3. ?결정입계는 전위의 운동과는 아무런 상관없이 결정입자가 미세할수록 강도가 커진다.
  4. 결정입계는 전위운동에 장애물로서 결정입자가 미세화강화에 아무런 관계가 없다.
(정답률: 83%)
  • 결정입계는 전위의 이동을 가로막는 장애물 역할을 합니다. 결정입자가 미세해질수록 단위 부피당 결정입계의 면적이 증가하여 전위의 운동이 더 많이 방해받으므로 재료의 강도가 높아집니다.

    오답 노트
    결정입계는 전위의 운동을 활성화시키고 슬립하는 전위와 상호작용운동을 한다: 전위 운동을 방해하는 장애물임
    결정입계는 전위의 운동과는 아무런 상관없이 결정입자가 미세할수록 강도가 커진다: 전위 운동 방해가 강도 증가의 핵심 원인임
    결정입계는 전위운동에 장애물로서 결정입자가 미세화강화에 아무런 관계가 없다: 미세화될수록 강화 효과가 큼
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70. 후크의 법칙을 옳게 나타낸 식은? (단, σ는 응력이고, E는 탄성계수이고, ε는 스트레인이다.)

(정답률: 80%)
  • 후크의 법칙은 탄성 영역 내에서 응력 $\sigma$가 변형률 $\epsilon$에 비례하며, 그 비례 상수가 탄성계수 $E$임을 나타내는 법칙입니다.
    $$\sigma = E \cdot \epsilon$$
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71. 다음 중 압연재가 롤 사이를 통과할 수 있는 조건으로 옳은 것은? (단, μ = 마찰계수, α = 접촉각)

  1. μ ≤ tanα
  2. μ ≥ tanα
  3. μ = cosα
  4. μ ≥ sinα
(정답률: 64%)
  • 압연재가 롤 사이를 통과하여 압연이 가능하려면 마찰각이 접촉각보다 크거나 같아야 합니다. 즉, 마찰계수 $\mu$가 $\tan\alpha$보다 크거나 같아야 미끄러지지 않고 압연이 이루어집니다.
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72. 칼날전위의 전위선과 버거스 벡터가 이루는 각은?

  1. 0°
  2. 45°
  3. 90°
  4. 180°
(정답률: 81%)
  • 칼날전위(Edge Dislocation)에서 전위선은 버거스 벡터와 서로 수직인 방향으로 형성됩니다. 따라서 두 요소가 이루는 각은 $90^{\circ}$입니다.
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73. 다음 중 취성파괴의 특징과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 균열의 전파속도가 빠르다.
  2. 이온결정의 벽개파괴와 유사하다.
  3. 미소 소성변형이 거의 없는 빠른 균열전파에 의한 파괴이다.
  4. 균열전파 전에 상당량의 소성변형을 초래한다.
(정답률: 74%)
  • 취성파괴는 소성변형이 거의 없이 균열이 매우 빠르게 전파되는 파괴 형태입니다. 따라서 균열 전파 전에 상당량의 소성변형을 초래한다는 설명은 연성파괴의 특징이며 취성파괴와는 거리가 멉니다.
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74. 다음 중 고용강화에서 전위와 용질원자 사이의 상호작용기구가 아닌 것은?

  1. 원자크기 차이에 의한 탄성적 상호작용
  2. 탄성계수 차이에 의한 상호작용
  3. 결정입자 조대화에 의한 입계와 상호작용
  4. 단범위 규칙도 배열에 의한 상호작용
(정답률: 50%)
  • 고용강화는 용질 원자가 기지 조직에 녹아 들어가 전위의 이동을 방해하는 원리입니다. 원자 크기 차이, 탄성계수 차이, 단범위 규칙도 배열 등은 전위와 용질 원자 간의 상호작용 기구에 해당하지만, 결정입자 조대화에 의한 입계 상호작용은 결정립 크기와 관련된 결정립 미세화 강화의 영역입니다.
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75. 길이가 1m 인 알루미늄 봉의 길이를 2m 로 늘렸을 때, 진변형률은?

  1. 0.5
  2. 0.69
  3. 1.5
  4. 1.69
(정답률: 66%)
  • 공칭 변형률을 먼저 구한 뒤, 이를 이용하여 진변형률을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon_{true} = \ln(1 + \epsilon_{eng})$
    ② [숫자 대입] $\epsilon_{true} = \ln(1 + \frac{2-1}{1})$
    ③ [최종 결과] $\epsilon_{true} = 0.69$
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76. 다음 중 재료의 고온강도를 높이는 가장 적절한 방법은?

  1. 분산강화
  2. 가공경화
  3. 결정립 미세화
  4. 마텐자이트강화
(정답률: 54%)
  • 금속 기지 내에 용해되지 않는 미세한 불용성 제2상을 균일하게 분산시키면, 고온에서도 전위의 이동을 효과적으로 방해하여 강도를 유지할 수 있는 분산강화가 가장 적절합니다.
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77. 압연작업에서 압하량을 크게 하는 조건을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 지름이 큰 롤을 사용한다.
  2. 압연재의 온도를 높여준다.
  3. 압연재를 뒤에서 밀어준다.
  4. 롤의 회전속도를 높인다.
(정답률: 77%)
  • 압하량을 크게 하기 위해서는 롤의 지름을 키우거나, 재료의 온도를 높여 유동 응력을 낮추고, 뒤에서 밀어주는 힘을 가하는 것이 효과적입니다. 반면, 롤의 회전속도를 높이는 것은 압하량을 증가시키는 조건이 아니며 오히려 회전속도를 감소시켜야 압하율을 높일 수 있습니다.
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78. 금속의 슬립에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. fcc 금속에서 슬립면은 {111}, 슬립방향은 <110>이다.
  2. bcc 금속에서 슬립면은 {110}, 슬립방향은 <111>이다.
  3. bcc 금속에서 슬립계의 수는 3 개이다.
  4. fcc 금속에서 슬립계의 수는 12 개이다.
(정답률: 78%)
  • 금속의 슬립계 수는 슬립면의 수와 슬립방향의 수의 곱으로 결정됩니다. FCC 금속은 12개의 슬립계를 가지며, BCC 금속은 슬립면과 방향의 조합이 매우 다양하여 총 48개의 슬립계를 가집니다. 따라서 bcc 금속에서 슬립계의 수는 3 개이다라는 설명은 틀린 것입니다.
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79. 다음 중 재료를 가공할 때 변형 저항을 높이는 요인과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 전위밀도
  2. 용매원자
  3. 용질원자
  4. 결정립계
(정답률: 72%)
  • 재료의 변형 저항을 높이는 강화 기전에는 전위 밀도를 높이는 가공 경화, 용질 원자에 의한 고용 강화, 결정립계를 늘리는 결정립 미세화 등이 있습니다. 반면, 용매 원자는 기질(Matrix) 자체를 구성하는 주성분이므로 변형 저항을 높이는 강화 요인으로 보지 않습니다.
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80. Nabbarro Herring 크리프는 다음 중 어떤 크리프와 관련 있는가?

  1. 확산 크리프
  2. 전위 크리프
  3. 결정립계 미끄럼 크리프
  4. 멱수-법칙 크리프
(정답률: 66%)
  • Nabarro-Herring 크리프는 고온에서 결정립 내부의 격자 확산(Lattice Diffusion)에 의해 물질이 이동하며 변형이 일어나는 대표적인 확산 크리프의 일종입니다.
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5과목: 표면공학

81. Faraday 법칙에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기도금 시에 석출량은 원자량에 비례한다.
  2. 전기도금 시에 석출량은 원자가에 반비례한다.
  3. 전기도금 시에 석출량은 시간에 반비례한다.
  4. 화학 당량을 페러데이(Faraday)로 나눈 값을 전기화학당량이라 한다.
(정답률: 70%)
  • Faraday 법칙에 따라 전기도금 시 석출되는 물질의 질량은 흐른 전류의 양과 시간에 비례합니다. 따라서 전기도금 시에 석출량은 시간에 반비례한다는 설명은 틀린 것입니다.
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82. 강재의 열처리 결함에서 탈탄의 방지 대책이 아닌 것은?

  1. 탈탄방지제를 도포한다.
  2. 강의 표면에 도금을 한다.
  3. 고온에서 장시간 가열을 한다.
  4. 분위기 가스에서 가열하거나 진공가열을 한다.
(정답률: 82%)
  • 탈탄은 고온 가열 시 강재 표면의 탄소가 산소와 반응하여 빠져나가는 현상입니다. 따라서 고온에서 장시간 가열하는 것은 탈탄을 더욱 촉진시키는 원인이 되므로 방지 대책이 될 수 없습니다.

    오답 노트
    탈탄방지제 도포: 표면 보호막 형성으로 탄소 유출 차단
    표면 도금: 물리적 차단막 형성
    분위기/진공 가열: 산소 접촉을 차단하여 산화 반응 억제
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83. 화성피막처리에 구리이온, 질산염 등을 첨가하여 처리시간을 5~ 10분으로 단축시킨 피막 처리법은?

  1. 본데라이징법
  2. 옥살산염처리법
  3. 인산염피막처리법
  4. 크로메이트처리법
(정답률: 65%)
  • 본데라이징법은 인산염 피막 처리를 가속화하기 위해 구리 이온이나 질산염 등의 촉진제를 첨가하여 처리 시간을 5~10분 정도로 크게 단축시킨 효율적인 피막 처리법입니다.
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84. 화학적 기상도금(CVD)법의 특징으로 틀린 것은?

  1. 처리온도가 1000℃ 정도로 높다.
  2. 파이프의 내면 미립자에는 피복이 불가능하다.
  3. 두꺼운 피복도 가능하며, 여러 성분의 피복도 가능하다.
  4. 형성된 피막은 모재와 확산 또는 반응을 일으켜 밀착성이 매우 좋다.
(정답률: 79%)
  • 화학적 기상도금(CVD)법은 가스 상태의 반응물을 이용하여 피막을 형성하므로, 복잡한 형상의 파이프 내면까지도 균일하게 피복이 가능하다는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    처리온도 높음: 일반적으로 $1000^{\circ}C$ 정도의 고온 공정임
    두꺼운 피복: 다층 및 두꺼운 피막 형성이 가능함
    밀착성: 모재와의 확산 및 반응으로 밀착력이 매우 우수함
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85. 다음 중 아노다이징 처리의 목적과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 표면착색
  2. 내식성 향상
  3. Al2O3 피막형성
  4. 인장강도 향상
(정답률: 71%)
  • 아노다이징은 알루미늄 표면에 $Al_{2}O_{3}$ 산화피막을 형성하여 내식성을 높이고, 기공에 염료를 넣어 표면착색을 하는 표면 처리 공정입니다. 이는 표면의 성질을 바꾸는 것이므로 재료 내부의 기계적 성질인 인장강도 향상과는 거리가 멉니다.
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86. 공업적으로 쓰이고 있는 양극산화 방법이 아닌 것은?

  1. 황산법
  2. 수산법
  3. 크롬산법
  4. 염화칼륨법
(정답률: 64%)
  • 양극산화(아노다이징)는 전해액의 종류에 따라 구분되며, 일반적으로 황산법, 수산법, 크롬산법 등이 공업적으로 널리 사용됩니다. 염화칼륨법은 일반적인 양극산화 공정으로 사용되지 않습니다.
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87. 전자현미경에 프로브의 크기는 전자선의 회절효과와 렌즈의 수차에 따라서 결정되는데, 다음 중 전자광학계의 결함에 의해서 발생되는 렌즈 수차가 아닌 것은?

  1. 색수차
  2. 초점수차
  3. 구면수차
  4. 비점수차
(정답률: 56%)
  • 전자현미경의 렌즈 수차는 렌즈의 물리적 결함이나 전자선의 경로 차이로 발생하며, 초점수차는 렌즈의 결함이 아니라 초점 위치가 맞지 않아 발생하는 현상입니다.

    오답 노트
    색수차: 파장에 따른 굴절률 차이로 발생
    구면수차: 렌즈의 곡률로 인해 빛이 한 점에 모이지 않아 발생
    비점수차: 렌즈의 비대칭성으로 인해 방향마다 초점이 달라 발생
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88. 다음 중 화학적 기상도금(CVD)의 종류로 옳은 것은?

  1. 배기 CVD
  2. 가압 CVD
  3. 물리적 CVD
  4. 플라즈마 CVD
(정답률: 75%)
  • 화학적 기상 증착법(CVD)은 반응 가스의 상태나 에너지원에 따라 분류되며, 플라즈마를 이용하여 반응 에너지를 공급하는 플라즈마 CVD가 대표적인 종류입니다.
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89. 착염욕에 대한 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 단순염욕에 비하여 균일전착성이 우수하다.
  2. 착염욕은 레벨링이 좋은 전착물을 얻기는 힘들다.
  3. 단순염욕에서 가능했던 합금도금이 착염욕에서는 불가능하다.
  4. 단순염욕보다 높은 과전압하에서 이루어지기 때문에 석출물이 미립자이며, 밀도가 높다.
(정답률: 63%)
  • 착염욕을 사용하면 착이온의 형성으로 인해 단순염욕에서는 불가능했던 합금도금이 가능해집니다.
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90. 다음 중 열처리에서 뜨임 처리의 목적으로 가장 적절한 것은?

  1. 경도 부여
  2. 인성 부여
  3. 조직 경화
  4. 재료 표준화
(정답률: 76%)
  • 뜨임(Tempering)은 담금질 후 발생하는 내부 응력을 제거하고 취성을 줄여 재료에 끈질긴 성질인 인성을 부여하기 위해 수행하는 열처리 공정입니다.
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91. 염욕 열처리하기 전에 실시하는 강박 시험의 목적은?

  1. 염욕 중의 잔류 산소량 추정
  2. 염욕 중의 잔류 질소량 추정
  3. 염욕 중의 잔류 탄소량 추정
  4. 염욕 중의 잔류 수소량 추정
(정답률: 63%)
  • 강박 시험은 특정 탄소 함량을 가진 강박을 염욕에 침지시킨 후 구부렸을 때의 상태(깨짐 또는 휘어짐)를 확인하여, 염욕 내의 잔류 탄소량을 추정하고 탈탄 작용 여부를 판단하기 위해 실시합니다.
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92. PVD법의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 코팅층의 표면이 균일하다.
  2. PVD법에는 진공증착, 음극스패터링, 이온플레이팅 등이 있다.
  3. 고순도의 코팅층을 얻을 수 있다.
  4. 헬륨 가스가 가압된 상태에서 주입되어야하기 때문에 가스 비용이 많이 든다.
(정답률: 72%)
  • PVD(물리적 증착)법은 진공 상태에서 증착이 이루어지며, 고순도의 균일한 코팅층을 얻을 수 있는 것이 특징입니다. 헬륨 가스를 가압 주입하여 비용이 많이 든다는 설명은 PVD의 작동 원리와 무관한 잘못된 설명입니다.
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93. 고속도 공구강의 표면에 증착처리 방법으로 TiN과 TiC를 적층피복하려고 할 때, 다음 중 가장 적절한 방법은?

  1. 물리적 증착
  2. 크로마이징 증착
  3. 증기 세라다이징 증착
  4. 무전해 니켈 복합 증착
(정답률: 59%)
  • 고속도 공구강은 고온에서 상변이가 일어나므로, 고온 공정인 CVD(화학적 증착)를 사용하면 냉각 시 격자 구조 변화로 인해 박막이 박리될 위험이 큽니다. 따라서 상대적으로 저온에서 공정이 가능한 물리적 증착(PVD) 방식이 가장 적절합니다.
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94. 다음 중 강의 경화능에 영향을 미치는 인자와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 탄소량
  2. 잔류응력
  3. 합금원소량
  4. 오스테나이트의 결정입도
(정답률: 61%)
  • 경화능은 강재의 화학 성분과 조직 상태에 따라 결정됩니다. 탄소량, 합금원소량, 오스테나이트의 결정입도는 경화능에 직접적인 영향을 주는 인자입니다.

    오답 노트
    잔류응력: 내부 응력 상태일 뿐, 재료 고유의 경화능을 결정하는 인자가 아닙니다.
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95. 다음 중 질화처리법에서 질화제로 주로 사용되는 가스는?

  1. 헬륨
  2. 아르곤
  3. 암모니아
  4. 천연가스
(정답률: 72%)
  • 질화처리는 금속 표면에 질소를 침투시켜 경도를 높이는 공정으로, 질소 공급원인 암모니아 가스를 주로 사용합니다.
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96. ABS소재에 금속도금을 하여 장식성과 내식성을 부여하고자 할 때, 소재 에칭(Etching) 공정에 사용되는 주요 약품 성분은?

  1. 크롬산-황산
  2. 염화주석-염산
  3. 과산화수소-황산
  4. 염화주석-염화팔라듐
(정답률: 66%)
  • ABS 수지와 같은 플라스틱 소재의 도금 공정에서 표면의 거칠기를 형성하여 밀착력을 높이는 에칭 공정에는 주로 크롬산-황산 혼합액이 사용됩니다.
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97. 다음 중 전자빔이 시편에 조사될 때 상호작용으로 시편이 방출시키는 신호들 중 1차 전자가 에너지의 변화없이 방향을 바꾸어 방출되는 것으로 주사전자현미경에서 시편의 조성에 따른 명암차를 나타내는 역할을 수행하는 것은?

  1. 후방산란 전자
  2. 2차 전자
  3. Auger 전자
  4. 특성 X선
(정답률: 73%)
  • 후방산란 전자는 입사 전자가 시편 내부의 원자핵과 상호작용하여 에너지 변화 없이 방향만 바꾸어 방출되는 탄성 산란 전자입니다. 이는 원자 번호에 따라 산란 효율이 달라지므로 시편의 조성에 따른 명암 차이를 나타내는 데 사용됩니다.
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98. 다음 중 경도가 높은 피막은?

  1. TiC
  2. TiN
  3. SiO2
  4. Al2O3
(정답률: 77%)
  • 일반적인 경도 비교 시 TiN보다 TiCN이, TiCN보다 TiC의 경도가 더 높습니다. 따라서 제시된 보기 중 TiC가 가장 경도가 높은 피막입니다.
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99. 화성처리에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 금속의 방청 및 도장하지처리로 사용된다.
  2. 주로 철강, 아연, 알루미늄을 대상으로 실시한다.
  3. 화학적인 방법으로 무기염의 얇은 피막을 입히는 방법이다.
  4. 화성처리의 화합물 층은 기지와 같은 금속의 화합물이 아니다.
(정답률: 69%)
  • 화성처리는 화학 반응을 통해 금속 표면에 얇은 산화물이나 황화물 등의 피막을 형성하는 방법으로, 이때 형성되는 화합물 층은 기재가 되는 금속과 동일한 금속의 화합물로 구성됩니다.
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100. 담금질 균열의 방지 대책으로 틀린 것은?

  1. 시간담금질을 채용한다.
  2. Ms-Mf 구역은 가능한 한 서냉한다.
  3. 살두께 차이 및 급변을 가급적 줄인다.
  4. 얇은 부분의 냉각 속도를 두꺼운 부분보다 빠르게 한다.
(정답률: 73%)
  • 담금질 균열은 냉각 시 발생하는 열응력과 변태 응력의 차이로 인해 발생합니다.
    냉각 속도 차이를 줄여 응력을 최소화해야 하므로, 얇은 부분의 냉각 속도를 두꺼운 부분보다 빠르게 하는 것은 오히려 온도 차이를 심화시켜 균열을 유발하는 잘못된 방법입니다.

    오답 노트
    시간담금질 채용: 냉각 속도를 늦춰 응력 완화
    Ms-Mf 구역 서냉: 변태 응력 최소화
    살두께 차이 감소: 온도 구배 최소화
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