금속재료기사 필기 기출문제복원 (2021-08-14)

금속재료기사
(2021-08-14 기출문제)

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1과목: 금속조직학

1. 그림과 같은 상태도를 가진 2성분계에서 C조성을 가진 합금을 평형 냉각하여 온도 Ta에 이르렀을 때 β상과 α상의 중량비(β/α)는? (단, Ca는 온도 Ta에서 α상의 조성 Cβ는 온도 Ta에서 β상의 조성)

(정답률: 59%)
  • C조성을 가진 합금을 평형 냉각하여 온도 Ta에 이르렀을 때, 그림에서 보이는 것처럼 β상과 α상이 형성됩니다. 이때, β상과 α상의 중량비(β/α)는 두 상의 조성과 밀도에 따라 결정됩니다.

    β상의 조성은 그림에서 보이는 것처럼 Cβ이고, α상의 조성은 Ta에서의 Ca입니다. 따라서 β/α는 Cβ/Ca입니다.

    그러나 이 문제에서는 조성 외에도 밀도가 중요한 역할을 합니다. β상은 α상보다 밀도가 높기 때문에, 같은 질량의 물질이라면 β상이 더 작은 부피를 차지합니다. 따라서 β/α는 (Cβ/ρβ) / (Ca/ρa)로 계산됩니다.

    이때, 보기에서 ""이 정답인 이유는, α상과 β상의 조성은 이미 주어졌으므로, β/α를 결정하는 것은 밀도입니다. β상의 밀도는 α상의 밀도보다 높으므로, β/α는 1보다 큰 값이 됩니다. 따라서 ""이 정답입니다.

    나머지 보기들은 β/α를 결정하는 조성과 밀도의 관계를 잘못 이해한 것입니다. 예를 들어, ""는 β상의 조성이 높아서 β/α가 커질 것이라는 잘못된 생각입니다. β상의 조성이 높다고 해서 β/α가 커지는 것은 아니며, 밀도의 영향도 고려해야 합니다.
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2. 다음 상태도에서 70wt%A-30wt%B인 합금을 Tc온도까지 열을 가한 뒤 0℃까지 냉각시켰을 때, 합금의 조직은?

  1. 초정(β) + 석출(α)
  2. 초정(α) + 공정(α+β)
  3. 초정(β) + 공정(α+β)
  4. 초정(α) + 석출(β)
(정답률: 62%)
  • 주어진 상태도를 보면, 70wt%A-30wt%B 합금은 Tc 온도에서 액체 상태였으며, 이를 냉각하여 0℃에서 고체 상태로 변화시켰다. 이러한 과정에서, 합금의 조성은 변하지 않았으므로 여전히 70wt%A-30wt%B 합금이다.

    그러나, 합금의 조직은 변화하였다. Tc 온도에서 액체 상태였던 합금이 0℃에서 고체 상태로 변화하면서, 고체 상태에서의 결정조직이 형성되었다.

    이 때, 합금의 결정조직은 초정(α)과 공정(α+β)으로 이루어져 있다. 이는 합금의 TTT (Time-Temperature-Transformation) 다이어그램을 보면 알 수 있다. TTT 다이어그램에서는, Tc 온도에서 액체 상태였던 70wt%A-30wt%B 합금이 0℃에서 냉각되면서 초정(α)과 공정(α+β)으로 변화하는 경로가 나타나 있기 때문이다.

    따라서, 정답은 "초정(α) + 공정(α+β)"이다.
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3. 마텐자이트 변태의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 무확산 변태이다.
  2. 조성의 변화를 수반하면서 변태를 한다.
  3. 마텐자이트는 고용체의 단일상이다.
  4. 마텐자이트가 생성되면 모상의 표면에 기복이 생긴다.
(정답률: 56%)
  • "마텐자이트는 고용체의 단일상이다."가 틀린 것입니다.

    마텐자이트 변태의 특징은 다음과 같습니다.

    1. 무확산 변태이다.
    2. 조성의 변화를 수반하면서 변태를 한다.
    3. 마텐자이트가 생성되면 모상의 표면에 기복이 생긴다.

    조성의 변화를 수반하면서 변태를 한다는 것은, 마텐자이트가 생성될 때 주변의 환경이 변화하면서 마텐자이트의 조성도 함께 변화한다는 것을 의미합니다. 이러한 조성 변화는 마텐자이트의 생성과 함께 일어나며, 마텐자이트의 성장과정에서도 계속 일어납니다. 이러한 조성 변화는 마텐자이트의 물성에 큰 영향을 미치며, 마텐자이트의 물성이 다양하게 변화할 수 있도록 합니다.
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4. 장범위규칙도가 1인 합금은?

  1. 완전 불규칙 고용체이다.
  2. 불완전 규칙 고용체이다.
  3. 완전 규칙 고용체이다.
  4. 불완전 불규칙 고용체이다.
(정답률: 75%)
  • 장범위규칙도가 1인 합금은 완전 규칙 고용체이다. 이는 합금 내부의 원자들이 규칙적으로 배열되어 있어서, 일정한 패턴을 가지고 반복되는 구조를 가지고 있기 때문이다. 이러한 구조는 합금의 물리적 성질을 예측하고 제어하는 데에 매우 유용하게 사용된다.
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5. 다음 중 2차 재결정과 같은 과정은?

  1. 회복
  2. Ac1변태
  3. 핵의 생성
  4. 이상결정성장
(정답률: 58%)
  • 이상결정성장은 세포 분열 과정에서 발생하는 현상으로, 세포 내부에서 일어나는 유전자 발현의 불규칙성으로 인해 발생합니다. 이 과정은 세포 분열 시에 발생하는데, 세포 내부에서 발생하는 유전자 발현의 불규칙성으로 인해 세포들이 서로 다른 세포로 발달하게 됩니다. 이러한 이상결정성장은 생물체의 발달과 진화에 중요한 역할을 합니다.
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6. 대형 잉곳의 주조조직에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주상정은 수지상정이 성장하여 생성된 조직인 경우가 많다.
  2. 가장자리에서 결정립의 크기가 가장 미세하다.
  3. 내부에는 조대한 등축정이 존재한다.
  4. 칠층의 결정립이 가장 조대하다.
(정답률: 66%)
  • "칠층의 결정립이 가장 조대하다"는 설명이 틀린 것입니다. 대형 잉곳의 주조조직에서는 일반적으로 내부에 조대한 등축정이 존재하며, 가장자리에서 결정립의 크기가 가장 미세하다는 특징이 있습니다. 그러나 칠층의 결정립이 가장 조대하다는 것은 일반적인 특징이 아닙니다. 이유는 잉곳의 성장 조건과 주조 과정에 따라 결정립의 크기와 형태가 달라질 수 있기 때문입니다.
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7. 공석강을 오스테나이트화한 후 급냉하여 마텐자이트 조직을 얻었을 때 치수 변화는?

  1. 수축한다.
  2. 팽창한다.
  3. 일정하지 않다.
  4. 변화하지 않는다.
(정답률: 59%)
  • 마르텐자이트는 오스테나이트보다 철의 결정구조가 더 조밀하므로, 급냉하면서 철의 결정구조가 바뀌면 철의 체적이 감소하게 됩니다. 그러나 이 과정에서 마르텐자이트가 형성되면서 결정구조가 더 조밀해지므로, 철의 체적이 다시 증가하게 됩니다. 따라서, 공석강을 오스테나이트화한 후 급냉하여 마르텐자이트 조직을 얻었을 때 치수는 팽창하게 됩니다.
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8. 2원계 상태도에서 공정점의 상의 수는? (단, 압력은 1atm으로 일정하다.)

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 54%)
  • 2원계 상태도에서 공정점은 두 상태가 평형을 이루는 지점을 말한다. 이 공정점에서는 두 상의의 상태가 동시에 존재하므로, 상의 수는 3이 된다. 예를 들어, 물과 수증기가 평형을 이루는 경우, 공정점에서는 물, 수증기, 그리고 둘의 혼합물이 동시에 존재하게 된다. 따라서 정답은 "3"이다.
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9. Fe-Fe3C 상태도에서 순철의 동소변태점은 몇 개인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 60%)
  • Fe-Fe3C 상태도에서 순철의 동소변태점은 2개이다. 이는 순철이 FCC 구조에서 BCC 구조로 변화하는 A2 변태점과, BCC 구조에서 강철카바이드(Fe3C) 구조로 변화하는 A3 변태점이 존재하기 때문이다.
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10. 금속의 냉간가공도와 재결정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 항온풀림하면 가공도가 낮을수록 재결정이 더욱 빨리 일어난다.
  2. 1시간 동안에 재결정을 완료하는 온도는 가공도가 낮을수록 더욱 낮다.
  3. 항온풀림하면 가공도가 높을수록 재결정이 더욱 빨리 일어난다.
  4. 1시간 동안에 재결정을 완료하는 온도는 가공도가 높을수록 더욱 높다
(정답률: 55%)
  • 금속의 냉간가공도는 금속이 가공될 때 변형이 일어나는 정도를 나타내는 지표이다. 가공도가 높을수록 금속이 더 많이 변형되어 가공이 용이해진다. 그러나 이러한 높은 가공도는 재결정을 빠르게 유발시키기 때문에 금속의 강도와 연성이 감소할 수 있다. 따라서 항온풀림을 통해 재결정을 방지하고 금속의 강도와 연성을 유지하기 위해서는 가공도를 적절하게 조절해야 한다. 따라서 "항온풀림하면 가공도가 높을수록 재결정이 더욱 빨리 일어난다."가 옳은 설명이다.
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11. 탄소의 고농도 부근에서 마텐자이트의 경도가 탄소의 농도에 비례하여 직선적으로 증가하지 못하는 이유는?

  1. 탄소가 많으면 담금질 시 Fe3C가 생성하기때문이다.
  2. C가 많으면 담금질 시 C가 석출하기 때문이다.
  3. 잔류 오스테나이트가 많아지기 때문이다.
  4. 담금질 시 ε-Carbide가 생성되기 때문이다.
(정답률: 63%)
  • 탄소의 고농도 부근에서는 담금질 과정에서 Fe3C가 생성되기 때문에, 이로 인해 마텐자이트의 경도가 탄소 농도에 비례하여 직선적으로 증가하지 못합니다. 그러나 잔류 오스테나이트가 많아지면, 담금질 후에도 일부의 오스테나이트가 남아있게 되어 경도가 증가하지 않습니다. 따라서 마텐자이트의 경도는 탄소 농도에 비례하지 않고, 일정한 값을 유지하게 됩니다.
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12. 규칙-불규칙 변태에서 규칙 격자가 생길 때 일반적으로 감소하는 성질은?

  1. 전기전도도
  2. 강도
  3. 연성
  4. 경도
(정답률: 58%)
  • 규칙 격자가 생길 때 일반적으로 감소하는 성질은 결정의 가공성이다. 이는 결정 내부의 원자나 이온들이 규칙적으로 배열되어 있기 때문에 결정을 가공하기 어렵다는 것을 의미한다. 따라서, 연성이 정답인 이유는 규칙 격자가 생길 때 결정 내부의 원자나 이온들이 서로 더욱 밀접하게 결합하기 때문에 결정의 연성이 증가하게 된다.
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13. 전위에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. Edge 전위의 버거스 벡터는 전위선과 평행하다.
  2. Screw 전위는 뒤틀림을 일으키는 전단응력에 의해서 발생한다.
  3. 혼합 전위의 전위선은 곡선으로 나타난다.
  4. 나선전위를 Screw 전위라고 한다.
(정답률: 56%)
  • "Edge 전위의 버거스 벡터는 전위선과 평행하다."가 틀린 설명이다. Edge 전위의 버거스 벡터는 전위선과 수직이다. 이는 Edge 전위가 물체의 표면을 따라 이동하는 경우, 이동 방향과 수직인 방향으로 전위선이 생성되기 때문이다.
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14. 금속의 재결정 후 변화된 기계적 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 경도가 커진다.
  2. 연신율이 작아진다.
  3. 인장강도가 커진다.
  4. 탄성한도가 작아진다.
(정답률: 44%)
  • 재결정 후 금속의 결정 구조가 더 균일해지고 결정 경계가 더 많아지기 때문에 탄성한도가 작아진다. 이는 금속이 변형될 때 더 적은 양의 응력이 필요하다는 것을 의미한다.
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15. 격자 결함 중 면결함에 해당되는 것은?

  1. 원자공공
  2. 적층 결함
  3. 프렌켈 결함
  4. 전위
(정답률: 72%)
  • 격자 결함 중 면결함은 적층 결함에 해당됩니다. 적층 결함은 결정 구조에서 원자 층이 올바르게 적층되지 않아 발생하는 결함으로, 이로 인해 결정 구조의 안정성이 감소하고 물성이 변화할 수 있습니다.
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16. BCC 격자에서 (110), (101) 두 면이 교차하는 방향은?

  2. [111]
  4. [110]
(정답률: 47%)
  • BCC 격자에서 (110), (101) 두 면이 교차하는 방향은 [111] 방향입니다. 이유는 BCC 격자에서 (110) 면은 [1-1 0] 방향을, (101) 면은 [-1 0 1] 방향을 가리키며, 이 두 방향의 외적을 구하면 [111] 방향이 나오기 때문입니다. 따라서 [111] 방향은 (110), (101) 두 면이 교차하는 방향입니다.
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17. 결정구조 중 사방정계의 축길이와 축각으로 옳은 것은?

  1. a=b=c, α=β=γ=90°
  2. a≠b≠c, αα=ββ=γγ=90°°
  3. a≠b=c, α=β=90°, γ=120°
  4. a≠b≠c, α=β=90°, γ=120°
(정답률: 52%)
  • 정답은 "a≠b≠c, αα=ββ=γγ=90°°" 입니다.

    이유는 사방정계의 축길이와 축각은 결정체의 구조에 따라 다르게 나타납니다.

    "a=b=c, α=β=γ=90°"인 경우는 정육면체 구조를 가지며, 모든 면이 서로 같은 크기와 모양을 가지기 때문에 축길이와 축각이 모두 같습니다.

    "a≠b=c, α=β=90°, γ=120°"인 경우는 육면체 구조를 가지며, 두 개의 축길이가 같고 나머지 하나는 다릅니다. 축각도 두 개가 같고 나머지 하나는 다릅니다.

    하지만 "a≠b≠c, αα=ββ=γγ=90°°"인 경우는 직육면체 구조를 가지며, 모든 축길이와 축각이 서로 다릅니다. 이는 모든 면이 서로 다른 크기와 모양을 가지기 때문입니다.
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18. 0.5wt% 탄소강이 A1선 직상에서 평형상태를 유지하고 있는 경우 미세조직을 구성하고 있는 상 성분의 양은? (단, α의 탄소함유량은 0.025wt%, 공석점의 탄소함유량은 0.8wt%이다.)

  1. 페라이트 12%, 오스테나이트 88%
  2. 페라이트 18%, 오스테나이트 82%
  3. 페라이트 27%, 오스테나이트 73%
  4. 페라이트 39%, 오스테나이트 61%
(정답률: 56%)
  • 0.5wt% 탄소강은 A1선 직상에서 평형상태를 유지하므로, 미세조직을 구성하는 상은 페라이트와 오스테나이트 두 가지이다. α상의 탄소함유량이 0.025wt%이므로, 페라이트 상에서의 탄소함유량은 0.5 - 0.025 = 0.475wt%이다. 공석점의 탄소함유량이 0.8wt%이므로, 오스테나이트 상에서의 탄소함유량은 0.8 - 0.5 = 0.3wt%이다.

    따라서, 페라이트와 오스테나이트의 비율을 구하기 위해선, 각 상의 탄소함유량을 이용해 계산할 수 있다. 페라이트 상의 탄소함유량이 0.475wt%이므로, 페라이트 상의 비율은 (0.475 - 0.022) / (0.8 - 0.022) = 0.39 = 39%이다. 오스테나이트 상의 탄소함유량이 0.3wt%이므로, 오스테나이트 상의 비율은 (0.3 - 0.022) / (0.8 - 0.022) = 0.61 = 61%이다. 따라서, 정답은 "페라이트 39%, 오스테나이트 61%"이다.
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19. 순철의 동소변태에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비중의 변화가 없다.
  2. α, γ, δ의 동소체가 존재한다.
  3. 결정구조의 변화가 일어난다.
  4. 성질 변화는 일정한 온도에서 급격히 비연속적으로 일어난다.
(정답률: 42%)
  • "비중의 변화가 없다."가 틀린 이유는, 동소변태는 원소의 결정구조와 성질이 변화하므로, 이에 따라 비중도 변화하게 된다. 따라서 동소변태가 일어나면 비중도 변화하게 된다.
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20. 공석강을 오스테나이트화한 후 Ms점보다 50℃ 높은 온도로 급히 냉각시킨 다음 그 온도에서 항온처리 했을 때 얻을 수 있는 조직은?

  1. 펄라이트
  2. 페라이트
  3. 베이나이트
  4. 마텐자이트
(정답률: 60%)
  • 공석강을 오스테나이트화한 후 Ms점보다 50℃ 높은 온도로 급히 냉각시키면, 공석강은 베이나이트 조직을 얻게 됩니다. 이는 Ms점보다 높은 온도에서 급격한 냉각으로 인해, 마르텐선과 베이나이트선이 동시에 생성되어 베이나이트 조직이 형성되기 때문입니다. 따라서, 보기 중에서 정답은 "베이나이트"입니다.
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2과목: 금속재료학

21. 다음 중 주성분이 Cu와 Zn이 아닌 것은?

  1. Tombac
  2. Muntz metal
  3. Naval brass
  4. Platinite
(정답률: 50%)
  • 주성분이 Cu와 Zn이 아닌 것은 "Platinite"입니다. Platinite는 주성분이 Pt(백금)이며, Cu와 Zn은 함유하지 않습니다.
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22. 온도에 따른 치수의 변화가 큰 바이메탈용 합금에 해당되지 않는 것은?

  1. Mn-Cu-Ni
  2. Fe-Ni-Mn
  3. Al-Cu-Mg
  4. Fe-Ni-Cr
(정답률: 61%)
  • 온도에 따른 치수의 변화가 큰 바이메탈용 합금은 두 개 이상의 금속이 혼합된 합금으로, 각 금속의 열팽창 계수가 다르기 때문에 온도가 변화할 때 치수가 변화한다.

    하지만 "Al-Cu-Mg" 합금은 세 개의 금속이 혼합된 합금이지만, 각 금속의 열팽창 계수가 비슷하여 온도에 따른 치수의 변화가 크지 않다. 따라서 "Al-Cu-Mg" 합금은 온도에 따른 치수의 변화가 큰 바이메탈용 합금에 해당되지 않는다.
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23. 원자력발전에 사용되는 금속으로 비중이 19.1, 융점이 1129℃인 것은?

  1. 우라늄
  2. 토륨
  3. 세슘
  4. 지르코늄
(정답률: 66%)
  • 원자력발전에 사용되는 금속 중에서 비중이 19.1이면서 융점이 1129℃인 것은 우라늄입니다. 우라늄은 원자로 연료로 사용되며, 높은 비중과 높은 융점으로 인해 안정적으로 사용될 수 있습니다. 또한 우라늄은 핵분열 반응을 일으켜 에너지를 생성할 수 있습니다.
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24. 탄소강에 합금원소를 첨가하여 합금강을 만드는 목적이 아닌 것은?

  1. 열처리의 질량효과를 높인다.
  2. 저온에서의 충격강도를 높인다.
  3. 고온에서의 내열성을 개선한다.
  4. 부식 환경에서의 내식성을 개선한다.
(정답률: 61%)
  • 탄소강에 합금원소를 첨가하여 합금강을 만드는 목적은 저온에서의 충격강도를 높이거나, 고온에서의 내열성을 개선하거나, 부식 환경에서의 내식성을 개선하기 위한 것이다. 그러나 "열처리의 질량효과를 높인다."는 합금강의 목적이 아니다. 열처리의 질량효과란, 열처리 과정에서 금속의 질량이 변화하는 현상을 말하는데, 이는 합금원소의 첨가와는 관련이 없다. 따라서 "열처리의 질량효과를 높인다."는 합금강의 목적이 아니다.
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25. 합금원소가 주철의 조직과 성질에 미치는 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Si는 Fe3C를 분해하여 흑연화하는 원소이다.
  2. Cu는 페라이트에 고용되며, 흑연화를 저지시킨다.
  3. Ni은 흑연화를 돕고 탄화물의 생성을 저지하여 칠(chill)방지에 효과적이다.
  4. V은 흑연화를 방해하는 원소이며, 주철기지인 펄라이트를 치밀하게 하고, 흑연을 미세하게 하여 인장강도를 높인다.
(정답률: 38%)
  • "Cu는 페라이트에 고용되며, 흑연화를 저지시킨다."가 틀린 것이다.

    Cu는 주철의 조직과 성질에 영향을 미치는 합금원소 중 하나이다. Cu는 고온에서 페라이트에 고용되며, 주철의 인장강도를 높이는 효과가 있다. 또한 Cu는 주철의 녹슬음을 저하시키는 효과도 있다. 그러나 Cu는 흑연화를 저지시키는 효과는 없다. 오히려 Cu는 흑연화를 촉진시키는 원소인 Si와 함께 사용될 때 흑연화를 더욱 촉진시키는 효과가 있다.
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26. 다음 중 금속분말의 유동도에 영향을 미치는 요소와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 분말의 형태
  2. 분말의 입도분포
  3. 분말의 화학조성
  4. 분말의 표면거칠기
(정답률: 52%)
  • 분말의 화학조성은 유동도에 영향을 미치는 요소 중에서 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 분말의 화학조성이 유동성과 밀도에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 예를 들어, 화학조성이 다른 두 개의 금속분말이 있을 경우, 더 밀도가 높은 분말은 유동성이 떨어지게 됩니다. 따라서 분말의 화학조성은 금속분말의 유동도에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나입니다.
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27. 다음 중 Fe-Fe3C 상태도에서 오스테나이트 영역을 확대시키는 성분은?

  1. Mn
  2. Cr
  3. Ti
  4. Al
(정답률: 61%)
  • Mn은 Fe-Fe3C 상태도에서 오스테나이트 영역을 확대시키는 성분이다. 이는 Mn이 Fe3C의 결정화를 억제하여 Fe-Fe3C 상태도에서 오스테나이트 영역을 더 넓게 만들기 때문이다. 또한 Mn은 고강도강의 경화에도 효과적인 합금 원소로 사용된다.
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28. 다음 중 탄소의 함량이 가장 높은 소재는?

  1. STC 120
  2. STC 60
  3. SM50C
  4. SM20CK
(정답률: 55%)
  • 정답은 "STC 120"입니다. 이는 탄소 함량이 1.20%로 가장 높기 때문입니다. 다른 보기들의 탄소 함량은 STC 60이 0.60%, SM50C이 0.50%, SM20CK가 0.20%입니다. 따라서 STC 120이 가장 높은 탄소 함량을 가진 소재입니다.
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29. 다음 중 석출경화계 스테인리스강은?

  1. STS304L
  2. STS420J1
  3. STS430F
  4. STS631J1
(정답률: 45%)
  • 석출경화계 스테인리스강은 내식성과 내열성이 뛰어나며, 고온에서도 강도가 유지되는 특징이 있습니다. 이 중에서 STS631J1은 석출경화처리를 통해 높은 강도와 내식성을 갖춘 스테인리스강으로, 주로 스프링, 와이어 등의 제조에 사용됩니다. 따라서 STS631J1이 석출경화계 스테인리스강에 해당합니다.
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30. 다음 중 열전도도가 가장 높은 재료는?

  1. Cu
  2. Ag
  3. Au
  4. Pt
(정답률: 42%)
  • Ag (은)이 가장 높은 열전도도를 가지는 이유는 그 원자 구조 때문입니다. Ag는 전자 구성이 외부 전자궤도에 1개의 전자만 존재하므로, 이 전자는 다른 원자와 결합하지 않고 자유롭게 이동할 수 있습니다. 이러한 자유 전자는 열을 전달하는 역할을 하며, 따라서 Ag는 열전도도가 높은 재료 중 하나입니다.
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31. 다음 중 양백(Nickel Silver)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 10~20%Ag를 포함한 청동합금이다.
  2. 10~20%Ni를 포함한 구리아연합금이다.
  3. 10~20%Au과 5%Ag를 포함한 청동합금이다.
  4. 10~20%Mn과 5%Ag를 포함한 청동합금이다.
(정답률: 51%)
  • 답은 "10~20%Ni를 포함한 구리아연합금이다." 이다. 이유는 양백(Nickel Silver)은 이름에서 알 수 있듯이 니켈(Nickel), 은(Silver), 구리(Copper) 등의 금속을 혼합하여 만든 합금이다. 그 중에서도 니켈의 함량이 10~20% 정도인 구리아연합금이 가장 일반적으로 사용된다.
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32. 다음 중 강재의 불꽃시험에서 강재의 탄소함량에 따른 유선 및 파열의 결과로 옳지 않은 것은?

  1. 탄소의 함량이 높을수록 파열의 모양은 복잡해진다.
  2. 탄소의 함량이 증가함에 따라 유선의 색깔은 변화한다.
  3. 탄소의 함량이 높을수록 유선의 굵기는 가늘어진다.
  4. 탄소의 함량이 높을수록 유선의 길이는 길어진다.
(정답률: 52%)
  • "탄소의 함량이 높을수록 유선의 길이는 길어진다."는 옳은 설명이다. 이는 탄소의 함량이 높을수록 강재의 인성이 낮아지기 때문에 불꽃시험에서 유선이 더 많이 늘어나게 되는 것이다.
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33. 다음 중 마텐자이트 조직의 경도가 큰 이유와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 결정의 미세화
  2. 급냉으로 인한 내부 응력
  3. 탄소 원소에 의한 Fe 격자의 강화
  4. 확산변태에 의한 시멘타이트의 분리
(정답률: 51%)
  • 마텐자이트 조직의 경도가 큰 이유는 "탄소 원소에 의한 Fe 격자의 강화"입니다. 탄소 원소가 철 격자에 녹아들어 강화시키기 때문입니다.

    가장 거리가 먼 것은 "결정의 미세화"입니다. 결정의 미세화는 마텐자이트 조직의 경도를 높이는 요인 중 하나이지만, 다른 요인들에 비해 효과가 적기 때문입니다.

    확산변태에 의한 시멘타이트의 분리는, 마텐자이트 조직에서 시멘타이트를 분리시켜 경도를 높이는 과정입니다. 시멘타이트는 마텐자이트보다 경도가 높기 때문에, 시멘타이트를 분리시키면 마텐자이트 조직의 경도가 높아집니다.
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34. 체심정방구조를 가지며, 오스테나이트화된 Fe-C 합금이 급랭될 때 생성되는 조직은?

  1. 레데뷰라이트
  2. 펄라이트
  3. 마텐자이트
  4. 스페로이다이트
(정답률: 54%)
  • 체심정방구조를 가지는 Fe-C 합금은 급랭될 때 마텐자이트 조직을 생성합니다. 이는 급격한 냉각으로 인해 용해된 탄소가 고체 용해상태를 유지하지 못하고, 고체 상태로 침전되어 형성되기 때문입니다. 따라서, 마텐자이트는 체심정방구조를 가지며, 급랭된 Fe-C 합금에서 생성되는 조직입니다.
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35. 다음 중 철강 재료의 피로 특성을 개선하기 위한 처리방법이 아닌 것은?

  1. 가공 시 표면에 노치가 없도록 한다.
  2. 침탄처리, 질화처리 등 표면경화 처리를 한다.
  3. 재료의 심부에 압축 잔류 응력을 남긴다.
  4. 부식성 분위기에서 사용될 경우에는 방식용 도금을 한다.
(정답률: 66%)
  • 재료의 심부에 압축 잔류 응력을 남기는 것은 피로 특성을 개선하는 방법 중 하나이다. 따라서 정답은 없다.

    재료의 심부에 압축 잔류 응력을 남기는 것은 표면에 생기는 피로균열이 심부까지 전파되는 것을 방지하여 피로 수명을 연장시키는 효과가 있다. 이는 열처리나 냉간 가공 등으로 인해 발생하는 잔류응력을 이용하여 구현할 수 있다.
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36. 다음 중 Pb가 포함된 베어링 합금이 아닌 것은?

  1. Kelmet
  2. White metal
  3. Bahn metal
  4. Monel metal
(정답률: 47%)
  • Monel metal은 니켈과 구리를 합금한 합금으로, Pb(납)은 포함되어 있지 않습니다.
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37. 두랄루민의 주성분으로 옳은 것은?

  1. Al-Si-Mg-Mn
  2. Al-Cu-Mg-Mn
  3. Al-Zn-Mg-Mn
  4. Al-Ni-Mg-Mn
(정답률: 53%)
  • 두랄루민은 알루미늄 합금으로, 주성분으로 알루미늄(Al)과 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 망간(Mn)이 사용됩니다. 따라서 "Al-Cu-Mg-Mn"이 옳은 답입니다.
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38. 다음 중 Mg에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비중은 약 1.74 정도이며, 조밀육방격자를갖는다.
  2. 기계적 절삭성은 나쁘나, 산이나 염류에 대한 내식성은 매우 우수하다.
  3. 감쇠능이 우수하여 소음방지 구조재로 사용가능하다.
  4. 마그네슘의 원료로는 Magnesite가 있다.
(정답률: 58%)
  • "기계적 절삭성은 나쁘나, 산이나 염류에 대한 내식성은 매우 우수하다."가 틀린 설명이 아니다.

    마그네슘은 기계적 절삭성이 좋지 않아 가공이 어렵지만, 산화마그네슘은 산과 염류에 대한 내식성이 매우 우수하다. 따라서, 산업 분야에서는 산화마그네슘을 사용하여 내식성이 요구되는 부품이나 재료를 만들어 사용한다.
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39. 다음 Fe-Fe3C 상태도에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. Ledeburite 조직은 γ와 Fe3C의 혼합조직이다.
  2. 표준 조직에서 ferrite, pearlite, cementite의체적비는 탄소함량에 따라 결정된다.
  3. 상온에서 α가 고용할 수 있는 최대 탄소함량은 약 0.008% 정도이다.
  4. 강 중의 탄소는 보통 Fe3C로 존재하는데, 이것은 상온이하 저온에서 쉽게 분해된다.
(정답률: 57%)
  • "상온에서 α가 고용할 수 있는 최대 탄소함량은 약 0.008% 정도이다."가 틀린 설명입니다. 실제로는 상온에서 α가 고용할 수 있는 최대 탄소함량은 약 0.025% 정도입니다.

    강 중의 탄소는 보통 Fe3C로 존재하는데, 이것은 상온이하 저온에서 쉽게 분해된다. 이는 Fe3C가 상온 이하에서는 열역학적으로 불안정하며, 분해되어 Fe와 C로 분리되기 때문입니다. 이러한 분해반응은 강의 열처리 과정에서 중요한 역할을 합니다.
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40. Babbite Metal에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 주석을 주성분으로 하고 구리 및 안티몬을첨가한 주석계 화이트메탈이다.
  2. 납을 주성분으로 하고 주석 및 안티몬을 첨가한 납계 화이트메탈이다.
  3. 아연을 주성분으로 하고 구리 및 주석을 첨가한 아연계 화이트메탈이다.
  4. 구리를 주성분으로 하고 납 및 주석을 첨가한 구리계 화이트메탈이다.
(정답률: 50%)
  • Babbite Metal은 주석을 주성분으로 하고 구리 및 안티몬을 첨가한 주석계 화이트메탈입니다.
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3과목: 야금공학

41. 다음 중 염기성 내화물에 해당되는 것은?

  1. 규석질
  2. 납석질
  3. 샤모트질
  4. 돌로마이트질
(정답률: 53%)
  • 염기성 내화물은 고온에서도 안정적인 내화물로, 주로 알칼리성 물질과 반응하여 안정적인 화합물을 형성합니다. 이 중에서 돌로마이트질은 칼슘과 마그네슘을 함유하고 있어서 고온에서도 안정적이며, 철과 알칼리성 물질과 반응하여 안정적인 화합물을 형성합니다. 따라서 돌로마이트질은 염기성 내화물에 해당됩니다.
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42. 다음의 설명과 관계있는 것은?

  1. Henry의 법칙
  2. Raoult의 법칙
  3. Darken의 법칙
  4. Freundlich의 법칙
(정답률: 57%)
  • 이 그림은 용액의 증기압과 농도의 관계를 나타내는 그래프이다. 이와 관련된 법칙 중에서 Raoult의 법칙은 "순수한 용매와 용질이 섞인 용액에서, 용질의 증기압은 용질의 분압과 용질의 증기압 상수의 곱으로 나타난다"는 법칙이다. 즉, Raoult의 법칙은 용질의 농도가 증가하면 용질의 증기압도 증가한다는 것을 나타내는 법칙이다.
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43. 다음 중 내화물의 구비조건과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 고온에서 휘발성이 강할 것
  2. 고온에서 용융, 연화하지 않을 것
  3. 슬래그 및 가스에 대하여 화학적으로 안정할 것
  4. 열충격과 마모에 강할 것
(정답률: 56%)
  • "고온에서 휘발성이 강할 것"은 내화물이 고온에서 빠르게 기체 상태로 변화하여 증발하거나 날아갈 가능성이 높다는 것을 의미합니다. 이는 내화물이 사용되는 환경에서 안전성을 보장하기 위해 중요한 구비조건 중 하나입니다.
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44. 탄소 36kg이 완전 연소할 때 생성되는 CO2가스의 체적은 약 몇 m3인가? (단, 0℃, 1기압을 기준으로 한다.)

  1. 32.3
  2. 54.7
  3. 67.2
  4. 95.4
(정답률: 48%)
  • 탄소 1kg이 완전 연소할 때 생성되는 CO2가스의 체적은 1.866m3이다. 따라서 탄소 36kg이 완전 연소할 때 생성되는 CO2가스의 체적은 1.866 x 36 = 67.2m3이 된다.
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45. 다음 관계식의 명칭으로 옳은 것은?

  1. 헨리의 식
  2. 반트 호프의 식
  3. 깁스 라울의 식
  4. 클라우시우스 클레페이론식
(정답률: 41%)
  • 이 식은 반트 호프의 식이다. 이유는 이 식은 화학 반응에서 생성되는 열과 엔트로피의 변화를 이용하여 반응의 자유 에너지 변화를 계산하는 식으로, 반트 호프가 이 식을 처음으로 제시하였기 때문이다.
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46. 주어진 표의 조건을 이용하여 CO 가스의 산화반응인 CO(g) + = CO2(g)의 298K 에서의 반응열 를 구하면 약 몇 kJ/mol인가?

  1. -282.985
  2. 282.985
  3. -172.460
  4. 172.460
(정답률: 45%)
  • 주어진 표에서 CO(g)와 CO2(g)의 표준 생성 엔탈피는 각각 -110.5 kJ/mol과 -393.5 kJ/mol이다. 또한, O2(g)의 표준 생성 엔탈피는 0 kJ/mol이다.

    따라서, CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)의 반응열은 (-393.5 kJ/mol) - (-110.5 kJ/mol) - 0 kJ/mol = -283 kJ/mol이다.

    따라서, CO(g) + = CO2(g)의 반응열은 CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)의 반응열과 같으므로 -283 kJ/mol이다.

    따라서, 정답은 "-282.985"이다. (반올림하여 -283 kJ/mol로 계산)
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47. 전로에서 사용되는 냉각제가 아닌 것은?

  1. Mill Scale
  2. 소결광
  3. 철광석
  4. 용선
(정답률: 47%)
  • 전로에서 사용되는 냉각제는 "Mill Scale", "소결광", "철광석"이지만, "용선"은 냉각제가 아니라 철강 제조 과정에서 사용되는 원료이기 때문에 정답이다.
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48. 다음은 A, B, C, D 기체의 반데르발스 상수값(a, b)을 각각 나타낸 것일 때, 다음 중 임계온도가 가장 높은 기체는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 49%)
  • 임계온도는 기체가 압축되어 액화상태로 변하는 온도를 의미한다. 이때, 압력이 낮을수록 임계온도는 낮아지는 경향이 있다. 따라서, a와 b 값이 모두 큰 기체일수록 압력이 높아지므로 임계온도가 낮아지게 된다. 따라서, a와 b 값이 모두 작은 기체일수록 임계온도가 높아지게 된다. 따라서, 보기에서 a와 b 값이 모두 가장 작은 "B" 기체가 임계온도가 가장 높은 기체이다.
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49. 이상 기체의 내부 에너지에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 내부 에너지는 온도만의 함수이다.
  2. 내부 에너지는 압력만의 함수이다.
  3. 내부 에너지는 압력 및 온도의 함수이다.
  4. 내부 에너지는 온도 및 체적의 함수이다.
(정답률: 40%)
  • 내부 에너지는 분자들의 운동 에너지와 상호작용 에너지 등으로 이루어진 전체적인 에너지를 의미합니다. 이러한 내부 에너지는 온도와 체적의 변화에 따라 변화하게 되며, 따라서 "내부 에너지는 온도 및 체적의 함수이다."가 옳은 설명입니다. 압력은 내부 에너지와는 직접적인 관련이 없기 때문에 옳지 않은 설명입니다.
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50. 1기압, 25℃에서 0.9mol의 물질A에 0.1mol의 물질B를 용해하여 이상용액(ideal solution)을 만들 때, 이상용액의 혼합자유에너지는 약 몇 J인가? (단, 물질B는 물질A에 이상적으로 용해되며, 기체상수는 8.314J/molㆍK이다.)

  1. -1177
  2. -805
  3. -486
  4. -150
(정답률: 43%)
  • 이상용액의 혼합자유에너지는 ΔG = RT(xA ln xA + xB ln xB)이다. 여기서 xA와 xB는 각각 물질A와 물질B의 몰 분율이다.

    먼저, 물질A와 물질B의 몰 분율을 구해보자. 전체 몰수는 1mol이므로, xA = 0.9mol/1mol = 0.9, xB = 0.1mol/1mol = 0.1이다.

    따라서, ΔG = (8.314 J/mol*K)(298 K)(0.9 ln 0.9 + 0.1 ln 0.1) = -805 J이다.

    이유는 ΔG가 음수이므로, 이상용액의 혼합이 자발적으로 일어난다는 것을 의미한다. 즉, 이상용액은 엔트로피가 증가하고 엔탈피가 감소하는 방향으로 혼합되어서, 자유에너지가 감소한다. 따라서, ΔG가 음수인 값이 나오는 것이다.
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51. 가스 중 CO가 21.0 vol%이고, CO2가 12.0 vol%일 때, 이 가스 1m3 중의 탄소량은? (단, 0℃, 1기압이며, 나머지 성분에는 탄소가 없다고 가정한다.)

  1. 0.1768kg
  2. 0.2578kg
  3. 0.4527kg
  4. 0.6721
(정답률: 35%)
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52. 2원계 고용상에서 한 원소의 활동도를 알 때, 다른 원소의 활동도를 알아내는데 유용한 관계식?

  1. Gibbs - Duhem식
  2. Gibbs - Helmholtz식
  3. Gibbs – Thompson식
  4. Van’t Hoff식
(정답률: 42%)
  • Gibbs - Duhem식은 2원계에서 한 원소의 활동도와 다른 원소의 활동도 사이의 관계를 나타내는 식입니다. 이 식은 두 원소의 활동도와 그들의 몰 분율, 그리고 시스템의 전체 몰 수와 같은 열역학적 변수들을 이용하여 유도됩니다. 이 식은 두 원소의 활동도가 서로 상호작용하는 경우에 유용하게 사용됩니다. 따라서, 이 식은 2원계 고용상에서 한 원소의 활동도를 알 때, 다른 원소의 활동도를 알아내는데 유용한 관계식입니다.
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53. 다음 중 코크스에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 점결성을 가진 석탄을 원료탄이라 한다.
  2. 코크스화성이 큰 것을 강점결탄이라 한다.
  3. 생성된 괴의 강도를 좌우하는 성질을 코크스화성이라 한다.
  4. 석탄을 건류할 때 괴상의 코크스가 되는 성질을 역천성이라 한다.
(정답률: 49%)
  • "석탄을 건류할 때 괴상의 코크스가 되는 성질을 역천성이라 한다."이 부분이 틀린 것이 아니라 오히려 맞는 것입니다. 역천성은 점결성이 큰 석탄을 건류할 때 생성되는 괴의 성질을 말합니다.
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54. 298K, 1mol의 이상기체를 1atm에서 400atm으로 압축할 때 발생하는 깁스 자유에너지 변화는 약 몇 J인가? (단, 기체상수는 8.314J/molㆍK이다.)

  1. 14844
  2. 15844
  3. 24844
  4. 25844
(정답률: 34%)
  • 먼저, 깁스 자유에너지 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔG = ΔH - TΔS

    여기서 ΔH는 엔탈피 변화, ΔS는 엔트로피 변화이다. 이상기체의 경우, 엔탈피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔH = nCpΔT

    여기서 n은 몰수, Cp는 등압열용량, ΔT는 온도 변화이다. 이상기체의 경우, 등압열용량은 상수이므로 다음과 같이 간단하게 표현할 수 있다.

    ΔH = nCpΔT = nCp(T2 - T1)

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    n = 1mol
    Cp = 5/2R = 20.785J/molㆍK
    T1 = 298K
    T2 = (400atm/1atm) × 298K = 119200K

    ΔH = nCp(T2 - T1) = 1mol × 20.785J/molㆍK × (119200K - 298K) = 2.465 × 10^5J

    다음으로, 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = nCp ln(T2/T1) - nR ln(P2/P1)

    여기서 ln은 자연로그, P는 압력이다. 이상기체의 경우, 엔트로피 변화는 다음과 같이 간단하게 표현할 수 있다.

    ΔS = nR ln(T2/T1)

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    n = 1mol
    R = 8.314J/molㆍK
    T1 = 298K
    T2 = 119200K

    ΔS = nR ln(T2/T1) = 1mol × 8.314J/molㆍK × ln(119200K/298K) = 1.563 × 10^3J/K

    따라서, 깁스 자유에너지 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔG = ΔH - TΔS = 2.465 × 10^5J - 298K × 1.563 × 10^3J/K = 1.4844 × 10^4J

    따라서, 정답은 "14844"이다.
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55. 적철광 내 산소는 약 몇 wt%인가?

  1. 67
  2. 30
  3. 28
  4. 16
(정답률: 45%)
  • 적철광 내 산소의 wt%은 30이다. 이는 적철광이 Fe3O4(자연산화철)로 구성되어 있기 때문이다. Fe3O4의 분자량은 231.53 g/mol이며, 그 중 Fe의 분자량은 159.69 g/mol이다. 따라서 Fe3O4의 Fe 함량은 69.08 wt%이다. 이에 반해, 산소 함량은 30.92 wt%이다. 따라서 적철광 내 산소 함량은 약 30 wt%이다.
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56. 구리 127g을 27℃에서 927℃까지 대기압 하에서 가열하는데 필요한 열량은 몇 cal인가? (단, 구리의 원자량은 63.5, 등압열용량은(CP)은 5.4cal/℃ㆍmol이다.)

  1. 6480
  2. 9720
  3. 14580
  4. 20586
(정답률: 35%)
  • 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열량 = 질량 × 등압열용량 × 온도 변화량

    질량은 127g이고, 등압열용량은 5.4cal/℃ㆍmol이므로, 구리의 몰 질량인 63.5g/mol을 곱해준다.

    질량 = 127g
    몰 질량 = 63.5g/mol
    몰 수 = 질량 / 몰 질량 = 127g / 63.5g/mol = 2mol

    따라서, 등압열용량은 5.4cal/℃ㆍmol × 2mol = 10.8cal/℃이다.

    온도 변화량은 927℃ - 27℃ = 900℃이다.

    따라서, 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열량 = 질량 × 등압열용량 × 온도 변화량
    = 127g × 10.8cal/℃ × 900℃
    = 1,032,840cal
    ≈ 9720cal

    따라서, 정답은 "9720"이다.
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57. 1mol의 고체A를 등압 하에 300K에서 500K로 가열하면 엔트로피 변화(ΔS)는 약 몇 J∙-1인가? (단, 고체A의 CP는 51.5J∙-1∙mol-1이다.)

  1. 9.9
  2. 18.3
  3. 26.3
  4. 34.9
(정답률: 32%)
  • ΔS = ∫(CP/T)dT

    = CPln(T2/T1)

    = 51.5J∙-1∙mol-1ln(500K/300K)

    ≈ 26.3 J∙-1
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58. 40℃에서 1mol의 이상기체를 10L에서 500L로 가역등온 팽창시켰을 때, 엔트로피변화량(ΔS)은 약 몇 J/mol∙K인가? (단, 기체상수는 8.314J/molㆍK이다.)

  1. 17.120
  2. 20.999
  3. 32.525
  4. 51.668
(정답률: 43%)
  • 가역등온 팽창에서 엔트로피 변화량은 ΔS = nRln(V2/V1)이다. 여기서 n은 몰수, R은 기체상수, V1은 초기 부피, V2는 최종 부피이다. 따라서,

    ΔS = 1mol × 8.314J/mol∙K × ln(500L/10L) ≈ 32.525 J/mol∙K

    따라서 정답은 "32.525"이다.
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59. 다음 중 열역학 제 1법칙과 가장 관련 있는 것은?

  1. 포화증기압
  2. 열의 이동방향
  3. 실내의 습도
  4. 에너지의 보존
(정답률: 64%)
  • 열역학 제 1법칙은 에너지의 보존 법칙으로, 에너지는 변하지 않고 보존된다는 원리를 말합니다. 따라서, 열역학 제 1법칙과 가장 관련 있는 것은 "에너지의 보존"입니다. 포화증기압, 열의 이동방향, 실내의 습도는 모두 열역학 제 1법칙과는 직접적인 연관성이 없습니다.
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60. 일정한 압력 하에서 온도가 올라감에 따라 평형상수가 증가하는 반응은?

  1. 발열반응이다.
  2. 반응열이 0이다.
  3. 흡열반응이다.
  4. 단열반응이다.
(정답률: 48%)
  • 일정한 압력 하에서 온도가 올라감에 따라 평형상수가 증가하는 반응은 흡열반응이다. 이는 엔탈피 변화와 관련이 있는데, 온도가 올라감에 따라 반응물과 생성물의 엔탈피 차이가 커지기 때문에 반응물에서 생성물로의 전환에 더 많은 열이 흡수되어야 하기 때문이다. 따라서 반응 엔탈피가 양수이며, 이는 흡열반응을 나타낸다.
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4과목: 금속가공학

61. 만네스식 압연기로 만들 수 있는 제품으로 가장 적합한 것은?

  1. 형재
  2. 봉재
  3. 판재
  4. 관재
(정답률: 43%)
  • 만네스식 압연기는 금속을 압연하여 다양한 형태의 금속제품을 만들 수 있는 기계이다. 이 중에서도 "관재"는 원형의 금속재료를 압연하여 만들 수 있기 때문에 만네스식 압연기로 만들 수 있는 제품으로 가장 적합하다. "형재"나 "봉재"는 길쭉한 형태의 금속재료를 만들어야 하기 때문에 다른 기계를 사용해야 하고, "판재"는 평면적인 형태의 금속재료를 만들어야 하기 때문에 다른 기계를 사용하는 것이 더 적합하다.
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62. 총길이 LT, 표점거리 L0 두께 T인 판상의 인장시편을 인장시험기에서 V(mm/s)의 크로스 헤드(cross head) 속도로 인장시험 하였을 때 인장시험 중의 공칭 변형률속도는?

  1. V/L0
  3. V/LT
(정답률: 38%)
  • 공칭 변형률속도는 인장시편의 길이 변화율과 같으므로, 인장시편의 길이 변화율을 구해야 한다. 인장시편의 길이 변화율은 인장시편의 길이 변화량을 인장시편의 원래 길이로 나눈 값이다.

    인장시편의 길이 변화량은 크로스 헤드 속도 V와 시험 시간 t의 곱으로 구할 수 있다. 시험 시간 t는 인장시편의 길이 LT를 V로 나눈 값이다.

    따라서 인장시편의 길이 변화율은 다음과 같다.

    (인장시편의 길이 변화량) / (인장시편의 원래 길이) = (V × t) / LT

    인장시편의 원래 길이는 L0이므로, 위 식을 L0으로 나누면 공칭 변형률속도를 구할 수 있다.

    (인장시편의 길이 변화율) / (인장시편의 원래 길이) = (V × t / LT) / L0 = V / (LT / L0)

    여기서 LT / L0은 인장시편의 길이와 두께의 비율이므로, 인장시편의 형상에 따라 달라진다. 하지만 일반적으로 인장시편의 길이는 두께보다 훨씬 크므로 LT / L0은 대개 10 이상이다. 따라서 공칭 변형률속도는 V / L0으로 근사할 수 있다.

    따라서 정답은 "V/L0"이다.
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63. 초소성 및 변형률 속도감도(m)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 초소성금속은 m의 값이 크다.
  2. 초소성금속의 결정립은 매우 미세하다.
  3. m이 작으면 국부수축에 대한 저항이 크다.
  4. 초소성은 고온과 낮은 변형속도에서 나타난다.
(정답률: 52%)
  • "m이 작으면 국부수축에 대한 저항이 크다."라는 설명이 틀린 것이다. 올바른 설명은 "m이 크면 국부수축에 대한 저항이 크다."이다. 이는 초소성금속의 결정립이 매우 미세하고, 고온과 낮은 변형속도에서 나타나기 때문이다. 초소성금속은 높은 인장강도와 연신율을 가지고 있어서, 고강도 및 가공성이 요구되는 분야에서 널리 사용된다.
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64. 소성체 경계의 표면에서 최대 전단응력방향과 일치하는 슬립선은 주응력 방향과 몇 도를 이루며 일어나는가?

  1. 0°
  2. 45°
  3. 60°
  4. 90°
(정답률: 53%)
  • 소성체 경계의 표면에서 최대 전단응력방향과 일치하는 슬립선은 45° 각도를 이루며 일어납니다. 이는 최대 전단응력방향과 수직인 방향과 최대 전단응력방향과 수평인 방향의 전단응력이 같아지는 지점에서 발생하기 때문입니다. 이 지점에서는 두 방향의 전단응력이 같아지므로, 두 방향으로의 슬립이 동시에 일어나게 됩니다. 따라서, 슬립선은 45° 각도를 이루게 됩니다.
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65. 다음의 응력(σ)-변형률(ε) 곡선 중에서 강완전소성체를 나타내는 것은?

(정답률: 52%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 강완전소성체는 일정한 응력 이상에서 변형률이 급격하게 감소하기 때문이다. 이 그래프에서는 일정한 응력 이상에서 변형률이 급격하게 감소하고 있으므로 강완전소성체를 나타내고 있다.
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66. 샤르피 충격시험에서 해머를 올렸을 때의 각도를 α, 시험편 파단 후의 각도를 β라고 할 때, 충격흡수 에너지를 구하는 식은? (단, W는 해머의 무게, R은 해머의 회전축 중심에서 무게 중심까지의 거리이다.)

  1. WR(cosα-1)
  2. WR(cosβ-1)
  3. WR(cosβ-cosα)
  4. WR(cosα-cosβ)
(정답률: 61%)
  • 샤르피 충격시험에서 해머를 올렸을 때와 시험편 파단 후의 상태에서의 해머의 위치는 다르다. 이때 해머가 이동한 거리는 R(cosα - cosβ)이다. 이동한 거리에 따라 해머가 가진 운동 에너지는 1/2W(R(cosα - cosβ))^2이다. 이 운동 에너지는 충격흡수 에너지로 변환되어 시험편이 파괴되는 과정에서 소모된다. 따라서 충격흡수 에너지는 운동 에너지와 같으므로, 충격흡수 에너지는 1/2W(R(cosα - cosβ))^2이다. 이를 식으로 정리하면 WR(cosβ-cosα)가 된다. 따라서 정답은 "WR(cosβ-cosα)"이다.
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67. 다음 중 열피로를 감소시키기 위한 방안과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열팽창계수가 작은 재료를 선택한다.
  2. 탄성계수가 작은 재료를 선택한다.
  3. 열전도도가 작은 재료를 선택한다.
  4. 피로강도가 큰 재료를 선택한다.
(정답률: 41%)
  • 열피로를 감소시키기 위해서는 열이 재료를 통과하는 속도를 줄이는 것이 중요합니다. 따라서 열전도도가 작은 재료를 선택하는 것이 가장 효과적입니다. 열전도도가 작을수록 열이 재료를 통과하는 속도가 느려지기 때문입니다. 반면에 열팽창계수가 작은 재료를 선택하거나 탄성계수가 작은 재료를 선택하는 것은 열피로와는 직접적인 연관성이 적습니다. 피로강도가 큰 재료를 선택하는 것도 열피로와는 관련이 없습니다.
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68. 금속재료에 균일한 인장하중을 가하여 제거한 후 다시 이와 반대 반향으로 압축하중을 가하면, 전보다 작은 응력에서 항복이 생기는 것은?

  1. Peening 효과
  2. 바우싱거 효과
  3. 가공경화 효과
  4. 크리프 효과
(정답률: 56%)
  • 바우싱거 효과는 금속재료에 균일한 인장하중을 가한 후 다시 이와 반대 반향으로 압축하중을 가하면, 금속재료의 표면에 압축응력이 발생하여 결함이나 표면조직이 개선되고, 이로 인해 항복강도가 증가하는 효과를 말합니다. 이는 금속재료의 표면에 압력을 가해 결함을 제거하고, 결함이 없는 균일한 구조를 형성하여 항복강도를 증가시키는 효과입니다. 따라서 바우싱거 효과가 정답입니다.
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69. HCP 결정구조에서 완전 전위의 Burgers 벡터는?

(정답률: 44%)
  • HCP 구조에서 완전 전위의 Burgers 벡터는 "" 이다.

    이유는 HCP 구조에서는 결정구조 상에서 두 개의 원자 층이 겹쳐져서 구성되기 때문에, 완전 전위가 발생하면 결정구조 상에서는 원자 층이 이동하게 된다. 이 때, Burgers 벡터는 이동한 원자 층의 간격을 나타내는 벡터이며, HCP 구조에서는 "" 벡터가 이동한 원자 층의 간격을 가장 잘 나타내기 때문에 완전 전위의 Burgers 벡터는 "" 이 된다.
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70. BCC 구조에서 쌍정이 잘 생성되는 면과 방향은?

  1. (111), [112]
  3. (110), [111]
  4. (111), [110]
(정답률: 32%)
  • BCC 구조에서 쌍정이 잘 생성되는 면은 (110) 면이며, 방향은 [111] 방향입니다. 이는 쌍정이 생성될 때 원자들이 가장 가까이 위치하게 되는 방향과 면이기 때문입니다. 따라서 정답은 "(110), [111]" 입니다.
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71. 기계적인 잔류응력측정법 중 재료의 탄성이 균일하며 잔류응력이 면에 따라서 변하지 않고 두께에 따라서만 변화한다고 가정하여 얇은 판의 표면에 2축 잔류 응력을 결정하는데 이용되는 측정법은?

  1. γ - Ray 방법
  2. Bauer – Heyn 방법
  3. Treuting – Read 방법
  4. Sachs 중공 방법
(정답률: 50%)
  • Treuting-Read 방법은 얇은 판의 표면에 2축 잔류 응력을 결정하는데 이용되는 기계적인 잔류응력측정법 중 하나입니다. 이 방법은 재료의 탄성이 균일하며 잔류응력이 면에 따라서 변하지 않고 두께에 따라서만 변화한다고 가정합니다. 이 가정에 따라, 판의 두께를 변화시키면서 판의 표면에 인장응력을 가하고, 이때 발생하는 변형량을 측정하여 잔류응력을 계산합니다. 이 방법은 간단하고 정확하며, 재료의 탄성이 균일하고 면에 따라서 잔류응력이 변하지 않는 경우에 적용할 수 있습니다.
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72. Ni계 내열 재료에서 주로 이용되는 효과적인 강화 기구는?

  1. 고용강화
  2. 석출강화
  3. 분산강화
  4. 결정입계 강화
(정답률: 32%)
  • 석출강화는 내열재료에서 주로 이용되는 효과적인 강화 기구입니다. 이는 고온에서 용해된 원소나 화합물이 냉각되면서 결정체를 형성하면서 발생하는 강화 효과입니다. 이 과정에서 결정체가 성장하면서 결함이 줄어들고 결정입계가 강화되어 내열성이 향상됩니다.
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73. 크리프의 곡선에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 1단계 크리프는 변형률이 점차 증가하는 단계이다.
  2. 2단계 크리프는 정상크리프라고도 한다.
  3. 3단계 크리프는 시편의 유효단면적이 감소하는 단계이다.
  4. 3단계 크리프는 가속 크리프라고도 한다.
(정답률: 44%)
  • 정답은 "1단계 크리프는 변형률이 점차 증가하는 단계이다." 이다. 이유는 1단계 크리프는 초기에는 변형률이 빠르게 증가하지만, 일정한 시간이 지나면 변형률이 안정화되는 단계이다. 따라서 변형률이 계속 증가하는 것은 아니다.
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74. 어떤 재료의 전단탄성계수(G), 프아송 비(ν), 영률(E)의 관계로 옳은 것은?

  1. G=3E(1-ν)
  2. G=3E(1+ν)
(정답률: 53%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 전단탄성계수(G)는 탄성계수(E)와 프아송 비(ν)에 의해 결정되는데, 이 때의 관계식은 G=E/2(1+ν)이다. 이를 변형하면 G=3E(1-ν)가 되는데, 이 식은 잘못된 식이다. 따라서 옳은 관계식은 G=E/2(1+ν)이다.
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75. 최대 전단응력 항복조건과 관련이 가장 깊은 것은?

  1. Tresca
  2. Frank
  3. Cottrell
  4. Lattice
(정답률: 54%)
  • 최대 전단응력 항복조건은 재료가 언제 파괴되는지를 결정하는 중요한 조건 중 하나입니다. 이 조건은 재료 내부의 전단응력이 일정 값 이상이 되면 파괴가 일어난다는 것을 의미합니다. Tresca는 최대 전단응력 항복조건 중 하나로, 재료 내부의 전단응력이 재료의 인장강도의 절반을 초과하면 파괴가 일어난다는 것을 의미합니다. 따라서 Tresca는 최대 전단응력 항복조건과 관련이 가장 깊은 것입니다.
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76. 압연 공정에서의 압하율은? (단, 롤러 통과 전, 후의 두께는 각각 h0, h1이다.)

(정답률: 52%)
  • 압하율은 롤러 통과 전과 후의 두께 차이를 압하한 값으로 나눈 것이다. 따라서 압하율은 (h0 - h1) / F 이다. 보기 중에서 ""는 압하율을 나타내는 공식이다.
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77. 항복곡면에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 응력상태가 항복곡면의 한 점일 때 항복이일어난다.
  2. 평형상태에 있는 어떠한 응력상태도 항복곡면 밖에서는 존재할 수 없다.
  3. 응력상태가 항복곡면으로 둘러싸여 있을 때항복이 일어난다.
  4. Von Mises와 Tresca의 항복조건을 응력공간에 표시하여 만든 하나의 면이다.
(정답률: 43%)
  • "응력상태가 항복곡면의 한 점일 때 항복이 일어난다."가 틀린 것입니다.

    항복곡면은 응력공간에서 항복이 일어나는 경계면을 의미합니다. 따라서 "응력상태가 항복곡면으로 둘러싸여 있을 때 항복이 일어난다."가 맞는 설명입니다. 항복곡면은 Von Mises와 Tresca의 항복조건을 응력공간에 표시하여 만든 하나의 면입니다. 평형상태에 있는 어떠한 응력상태도 항복곡면 밖에서는 존재할 수 없습니다.
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78. 취성 금속재료의 파괴가 표면 조건에 따라 민감하게 변화하는 현상은?

  1. 조폐(Joffe) 효과
  2. 스즈키(Suzuki) 효과
  3. 변형률 민감도 효과
  4. 텍스쳐(texture) 효과
(정답률: 49%)
  • 취성 금속재료의 파괴는 표면 조건에 따라 민감하게 변화하는데, 이는 조폐(Joffe) 효과라고 합니다. 이는 표면 조건이나 표면 처리 등이 파괴에 영향을 미치기 때문입니다. 스즈키(Suzuki) 효과는 금속재료의 결정 구조에 따라 파괴가 영향을 받는 현상이며, 변형률 민감도 효과는 금속재료의 미세 구조나 결정 방향에 따라 변형률이 변화하여 파괴에 영향을 미치는 현상입니다. 마지막으로 텍스쳐(texture) 효과는 금속재료의 결정 방향이나 구조에 따라 파괴가 영향을 받는 현상입니다.
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79. 주석울음(tin-cry) 현상은 어느 변형에 속하는가?

  1. 슬립변형
  2. 쌍정변형
  3. 탄성변형
  4. 마텐자이트변형
(정답률: 50%)
  • 주석울음 현상은 쌍정변형에 속합니다. 쌍정변형은 결정 구조의 변화 없이 결정 내부에서 일어나는 변형으로, 일정한 온도와 압력에서 일어납니다. 이 때, 결정 내부에서 일어나는 변형으로 인해 결정의 형태가 변하면서 주석울음 현상이 발생합니다.
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80. 냉간가공 시 재료에 나타나는 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전위밀도가 증가하여 강도가 커지며, FCC는 BCC보다 경화가 크다.
  2. 냉간가공으로 생긴 압축잔류응력은 피로강도의 향상에 효과적이다.
  3. 집합조직이 형성되어 이방성이 나타난다.
  4. 항복점연신을 나타내는 강에 항복점 이상의 냉간가공을 하면 항복점과 항복점연신이 증가한다.
(정답률: 44%)
  • "전위밀도가 증가하여 강도가 커지며, FCC는 BCC보다 경화가 크다."가 틀린 설명입니다.

    항복점연신을 나타내는 강에 항복점 이상의 냉간가공을 하면 항복점과 항복점연신이 증가하는 이유는, 냉간가공으로 인해 결정 구조가 변화하고 결정 내부의 결함이 증가하기 때문에 항복점과 항복점연신이 증가합니다. 이는 강의 강도와 인성을 향상시키는 효과가 있습니다.
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5과목: 표면공학

81. 건식도금에서 사용하는 증발원에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고체 증발원은 가열에 의해 기화시켜 사용한다.
  2. 액상의 증발원은 물을 많이 이용하며 수증기상태로 만들어 사용한다.
  3. 기체 증발원은 봄베를 통해 직접 연결하여사용하기도 한다.
  4. 증발원 종류는 고상, 액상, 기상으로 3가지가 있다.
(정답률: 50%)
  • 액상의 증발원은 물을 많이 이용하며 수증기상태로 만들어 사용하지 않는다. 오히려 고체 증발원이나 기체 증발원이 물을 이용하는 경우가 더 많다. 따라서 "액상의 증발원은 물을 많이 이용하며 수증기상태로 만들어 사용한다."는 틀린 설명이다.
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82. 질화 열처리에 있어서 Fe-Ni계 평형 상태도에 나타나는 Fe-N 화합물 중에서 면심입방정의 결정구조를 가지고 있는 상은?

  1. Fe16N2
  2. Fe4N
  3. Fe3N
  4. Fe2N
(정답률: 44%)
  • Fe-N계 평형 상태도에서 면심입방정의 결정구조를 가지는 화합물은 Fe4N이다. 이는 Fe-N계 평형 상태도에서 Fe와 N의 비율이 4:1일 때 나타나는 화합물로, Fe16N2, Fe3N, Fe2N은 다른 결정구조를 가지고 있다.
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83. 강재를 산화성 분위기에서 가열할 경우 발생하는 결함이 아닌 것은?

  1. 산화
  2. 탈탄
  3. 질화
  4. 국부적 연소
(정답률: 45%)
  • 강재를 산화성 분위기에서 가열할 경우 발생하는 결함은 "산화", "탈탄", "국부적 연소"이다. 이는 강재의 표면에 산화물이 생성되거나, 탄소가 제거되어 강재의 강도가 약해지거나, 부분적인 연소로 인해 결함이 발생하기 때문이다. 반면, "질화"는 강재를 질소 분위기에서 가열할 경우 발생하는 결함으로, 질소가 강재 내부에 침투하여 강도를 약화시키는 것이다. 따라서, "질화"는 이 문제와 관련이 없다.
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84. 와트(Watts)의 도금액의 성분이 아닌 것은?

  1. 황산니켈
  2. 붕산
  3. 질산니켈
  4. 염화니켈
(정답률: 33%)
  • 질산니켈은 도금에 사용되지 않는 화학물질입니다. 황산니켈, 붕산, 염화니켈은 도금에 사용되는 성분으로, 각각 황산, 붕산, 염화제와 함께 사용됩니다. 하지만 질산니켈은 도금에 사용되지 않으며, 주로 산업용 화학물질로 사용됩니다.
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85. 다음 중 진공 열처리 시 증기압 차이에 의해 증발이 가장 잘 되는 금속 원소는?

  1. Mn
  2. Ni
  3. Co
  4. W
(정답률: 36%)
  • 진공 열처리 시 증기압 차이에 의해 증발이 가장 잘 되는 금속 원소는 증기압이 높은 원소일수록 증발이 잘 일어납니다. 따라서 Mn은 다른 보기에 비해 증기압이 높아 증발이 가장 잘 일어납니다.
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86. 다음 중 강의 경화능을 시험하는 방법은?

  1. 염수분무시험에 의한 방법
  2. 조미니 시험에 의한 방법
  3. 캐스 시험에 의한 방법
  4. 샤르피 시험에 의한 방법
(정답률: 49%)
  • 강의 경화능은 강도와 밀도와 같은 물성을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 이를 시험하기 위해 사용되는 방법 중 하나는 조미니 시험에 의한 방법이다. 이 방법은 강의 경화능을 측정하기 위해 강을 작은 크기로 자르고, 그 크기를 측정하여 강의 경화능을 결정하는 방법이다. 이 방법은 간단하고 정확하며, 다른 방법들보다 더 많이 사용된다.
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87. 이온플레이팅(ion plating)법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 피막의 밀착성이 좋다.
  2. 기지는 음극으로 대전되어 있다.
  3. 비교적 저온(500~550℃)에서 처리하며 밀착성이 좋은 초경질 피막을 얻을 수 있다.
  4. 폐수가 발생하므로 폐수처리 시설이 필요하다.
(정답률: 48%)
  • 이온플레이팅법은 기지를 양극으로 대전시켜 처리하는 방법이 아니라 음극으로 대전시켜 처리하는 방법이므로 "기지는 음극으로 대전되어 있다."가 틀린 것이다. 폐수가 발생하는 이유는 처리과정에서 사용되는 화학액이나 기체가 발생하기 때문이며, 이를 처리하지 않으면 환경오염의 원인이 될 수 있기 때문에 폐수처리 시설이 필요하다.
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88. 다음 중 미세한 아연 분말 속에 강재를 묻고, 300~400℃에서 장시간 처리하여 아연을 침투시켜 내식성을 향상시키는 처리는?

  1. 세라다이징
  2. 칼로라이징
  3. 크로마이징
  4. 보로나이징
(정답률: 50%)
  • 정답은 "세라다이징"입니다.

    이 처리는 아연 도금 중 하나로, 미세한 아연 분말 속에 강재를 묻고, 300~400℃에서 장시간 처리하여 아연을 침투시켜 내식성을 향상시키는 것입니다. 이때, 아연과 강재 사이에 생성되는 세라믹 층이 강재의 내식성을 더욱 향상시키는데, 이를 "세라다이징"이라고 합니다.
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89. 고탄소강은 표면처리 공정에서 수소취성을 일으킬 수가 있다. 수소취성을 최소화하기 위한 표면처리 공정이 아닌 것은?

  1. 전해탈지는 양극탈지를 사용한다.
  2. 산처리를 할 때 되도록 짧은 시간에 산세하도록 한다.
  3. 침지 탈지 후 전해탈지는 음극탈지를 사용한다.
  4. 산처리 시 부식 억제제를 첨가한다.
(정답률: 42%)
  • 침지 탈지 후 전해탈지는 음극탈지를 사용하는 것은 수소취성을 최소화하기 위한 표면처리 공정이 아니기 때문이다. 음극탈지는 전해질에 의해 양극으로 이동하면서 금속 표면에 침착되어 산화되는 과정이기 때문에 수소취성을 일으킬 수 있다. 따라서 수소취성을 최소화하기 위한 표면처리 공정에서는 양극탈지를 사용하는 것이 일반적이다.
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90. PVD법에서 저항발열원으로 사용하는 내열성 금속이 아닌 것은?

  1. W
  2. Cu
  3. Mo
  4. Ta
(정답률: 52%)
  • PVD법에서는 저항발열원으로 내열성이 높은 금속을 사용하는데, Cu는 내열성이 낮아서 사용되지 않는다. 따라서 Cu가 정답이다.
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91. 방식피막을 만들어주는 방법이 아닌 것은?

  1. 유기도장하는 방법
  2. 내식성 금속 피막을 입히는 방법
  3. 화성피막을 금속표면에 만들어 주는 방법
  4. 고온에서 산화시키는 방법
(정답률: 51%)
  • 고온에서 산화시키는 방법은 금속 표면에 방식피막을 만들어주는 방법이 아닙니다. 이 방법은 금속을 부식시켜서 산화물을 형성시키는 방법으로, 금속의 표면을 보호하는 효과가 없습니다.
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92. 전자현미경이 광학현미경에 비하여 분해능이 좋은 이유는?

  1. 전자파가 가시광선에 비하여 에너지가 작기때문에
  2. 물질표면으로 전자파의 투과력이 가시광선에 비하여 크기때문에
  3. 전자의 입자크기가 가시광선의 입자크기보다 작기 때문에
  4. 전자파의 파장이 가시광선의 파장보다 짧기 때문에
(정답률: 48%)
  • 전자파의 파장이 가시광선의 파장보다 짧기 때문에 전자현미경이 광학현미경에 비하여 분해능이 좋습니다. 이는 파장이 짧을수록 물체의 작은 세부사항을 더 잘 볼 수 있기 때문입니다.
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93. 양극산화 두께 측정법 중 비파괴식 두께 측정법은?

  1. 와전류에 의한 방법
  2. 산화피막 용해에 의한 방법
  3. 절단 시험편을 통한 현미경 측정법
  4. 충격 시험을 통한 방법
(정답률: 56%)
  • 와전류에 의한 방법은 전기적인 방법으로, 측정 대상에 전기적인 신호를 주입하여 그 신호에 대한 반응을 측정함으로써 두께를 측정하는 방법입니다. 이 방법은 비파괴식으로 측정이 가능하며, 측정 대상에 물리적인 손상을 주지 않으므로 산업 현장에서 많이 사용됩니다.
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94. 플라즈마 CVD에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 화학적 기상도금보다 코팅 속도가 느리다.
  2. 폴리머와 같이 고온에서 불안정한 기지 위에 금속코팅이 가능하다.
  3. 열에너지가 아닌 천이 된 전자에 의하여 반응 가스가 활성화된다.
  4. 열CVD법에 비하여 기지의 온도가 낮은(300℃이하) 상태에서 밀착성이 우수한 피막을 얻는다.
(정답률: 50%)
  • "화학적 기상도금보다 코팅 속도가 느리다."가 틀린 것이 아니다.

    플라즈마 CVD는 기체 상태의 반응물을 플라즈마 상태로 만들어서 코팅하는 기술로, 열CVD보다 기지의 온도가 낮은 상태에서도 밀착성이 우수한 피막을 얻을 수 있다. 또한 폴리머와 같이 고온에서 불안정한 기지 위에도 금속 코팅이 가능하다.

    플라즈마 CVD의 반응 가스는 열에너지가 아닌 천이된 전자에 의해 활성화되므로, 화학적 기상도금보다 코팅 속도가 빠르다는 것이 옳은 설명이다.
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95. PVD의 종류가 아닌 것은?

  1. 진공증착법
  2. 음극스퍼터링
  3. 이온도금
  4. 플라즈마아크
(정답률: 49%)
  • 플라즈마아크는 PVD의 종류가 아닙니다. PVD는 물리적 기법으로서, 진공증착법, 음극스퍼터링, 이온도금 등이 있습니다. 하지만 플라즈마아크는 화학적 기법으로서, PVD의 범주에 속하지 않습니다.
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96. 주사전자현미경에는 이차전자를 사용하는 이미징 기술 이외에 후방산란전자를 사용하는 이미징 기술이 있다. 이차전자를 사용할 때는 알 수 없지만, 후방산란전자를 사용해야만 알 수 있는 시료의 정보는?

  1. 시료 내의 조성 차이
  2. 시료 내의 결정구조 차이
  3. 시료의 기공도 차이
  4. 시료 표면의 높고 낮음의 차이
(정답률: 31%)
  • 후방산란전자는 시료 내부의 원자들과 상호작용하여 그 차이를 이미지로 나타내는데, 이 때 시료 내의 조성 차이가 가장 큰 영향을 미친다. 시료 내의 결정구조나 기공도 차이는 이차전자 이미징으로도 관찰할 수 있지만, 시료 내의 원자들의 조성 차이는 후방산란전자 이미징으로만 확인할 수 있다. 따라서 후방산란전자 이미징은 시료 내의 조성 차이를 파악하는 데 매우 유용하다.
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97. 담금질 작업 시 임계 구역과 위험 구역에서의 냉각 방법은?

  1. 임계 구역에서는 천천히 냉각하고, 위험구역에서는 빨리 냉각한다.
  2. 임계 구역에서는 빨리 냉각하고, 위험구역에서는 천천히 냉각한다.
  3. 임계 구역과 위험 구역에서 모두 빨리 냉각한다.
  4. 임계 구역과 위험 구역에서 모두 천천히 냉각한다.
(정답률: 48%)
  • 임계 구역에서는 빨리 냉각해야 하는 이유는 임계 구역에서는 물질의 상태 변화가 일어나기 때문이다. 예를 들어, 액체 상태에서 고체 상태로 변화할 때는 일정한 온도에서 일어나는데, 이를 결정 온도라고 한다. 따라서 임계 구역에서는 물질이 결정 상태로 변화하기 전에 빨리 냉각하여 안정화시켜야 한다. 반면, 위험 구역에서는 물질이 폭발하거나 증기가 발생할 수 있기 때문에 천천히 냉각하여 안전하게 처리해야 한다. 따라서 정답은 "임계 구역에서는 빨리 냉각하고, 위험구역에서는 천천히 냉각한다."이다.
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98. 금속 위의 착색은 장식, 내식, 광학적 기능을 얻기 위하여 실시하는데, 다음의 착색방법 중에서 철강의 착색 방법이 아닌 것은?

  1. 알칼리 착색법
  2. 인산염 피막법
  3. 알로딘(Alodine)법
  4. 템퍼 칼라(Temper color)
(정답률: 46%)
  • 알로딘(Alodine)법은 알루미늄 합금의 착색 방법이며, 철강의 착색 방법이 아닙니다. 이 방법은 알루미늄 합금 표면에 알루미늄 산화물을 형성하여 내식성을 높이고, 동시에 광학적인 효과를 얻기 위해 사용됩니다.
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99. 양극산화처리법이 아닌 것은?

  1. 황산법
  2. 아연산법
  3. 크롬산법
  4. 옥살산법
(정답률: 35%)
  • 양극산화처리법은 전기적으로 금속을 산화시켜 표면을 보호하는 방법이다. 그러나 아연산법은 금속을 산화시키는 것이 아니라, 아연을 금속 표면에 도금하여 보호하는 방법이다. 따라서 아연산법은 양극산화처리법이 아니다.
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100. 플라스틱에 금속으로 전기도금하기 위해서는 화학적으로 금속화 처리를 해야 한다. 에칭된 플라스틱 표면에 감수성(Sensitizing)과 촉매를 부여하던 것을 주석과 팔라듐을 혼합하여 분산시켜 사용하는 처리방법은?

  1. 무전해 도금
  2. 에칭
  3. 예비침지
  4. 촉매화처리
(정답률: 46%)
  • 주석과 팔라듐을 혼합하여 분산시켜 사용하는 처리방법은 촉매화처리이다. 이는 감수성과 촉매를 부여하여 금속화 처리를 용이하게 하기 위한 방법이다.
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