금속재료기능장 필기 기출문제복원 (2008-07-13)

금속재료기능장
(2008-07-13 기출문제)

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1과목: 임의 구분

1. 표면은 내마멸성이 좋으며 중심부는 연하고 인성이 있는 기계부품을 제작하기 위하여 금속의 표면에 탄소를 확산시켜 고탄소층으로 만드는 조작은?

  1. 질화
  2. 침탄
  3. 담금질
  4. 시멘테이션
(정답률: 77%)
  • 금속의 표면에 탄소를 확산시켜 고탄소층으로 만드는 조작을 침탄이라고 합니다. 이는 탄소가 금속 내부로 침투하여 확산되기 때문입니다.
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2. 다음 중 시효변형에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 담금질유의 온도가 높으면 시효변형이 커진다.
  2. 템퍼링 온도가 낮을수록, 템퍼링 시간이 짧을수록 시효변형이 작아진다.
  3. 마퀜칭 후 심랭처리와 템퍼링을 반복하면 시효 변형을 작게 할 수 있다.
  4. 담금질 후 심랭처리한 것은 템퍼링 후 심랭 처리한 것에 비해 시효변형에 대한 수축 속도가 크다.
(정답률: 44%)
  • "담금질유의 온도가 높으면 시효변형이 커진다."는 틀린 설명입니다. 담금질은 강재를 냉각하여 경도를 높이는 과정이며, 시효변형과는 관련이 없습니다.

    템퍼링 온도가 낮을수록, 템퍼링 시간이 짧을수록 시효변형이 작아진다는 이유는, 템퍼링은 강재를 가열한 후 냉각하여 경도를 낮추는 과정입니다. 이때, 가열 온도와 시간이 낮을수록 강재 내부의 성분이 불안정하여 시효변형이 작아지기 때문입니다.
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3. 탄소공구강의 탄화물을 균일하게 구상화시키는 목적으로 옳은 것은?

  1. 절삭능 및 내구력을 증대시키기 위하여
  2. 조직의 조대화 및 취성을 위하여
  3. 시효변형 및 점성의 증가를 위하여
  4. 매짐 및 연성을 주기 위하여
(정답률: 80%)
  • 탄화물을 균일하게 구상화시키는 것은 절삭능과 내구력을 증대시키기 위함입니다. 탄화물이 균일하게 분포되면 재료의 강도와 내구성이 향상되어 절삭능력이 향상됩니다. 또한, 균일한 조직 구조는 시효변형과 점성의 증가를 방지하고, 매짐과 연성을 유지하여 가공성을 향상시킵니다.
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4. 담금질 후처리로서 심랭처리(sub-zero treatment)가 반드시 필요한 이유로 옳은 것은?

  1. 경화된 강 중의 잔류응력을 증가시키기 위하여
  2. 경화된 강의 시효경년 변화를 일으키기 위하여
  3. 경화된 강 중의 잔류오스테나이트를 마텐자이트화 하기 위하여
  4. 침탄 열처리시 침탄 부분의 잔류오스테나이트를 증가시키기 위하여
(정답률: 78%)
  • 심랭처리는 경화된 강 중의 잔류오스테나이트를 마텐자이트화 하기 위하여 필요합니다. 이는 강의 내부 구조를 더욱 강화시켜 내구성을 높이기 위함입니다. 다른 선택지들은 심랭처리와는 관련이 없습니다.
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5. 철강재료의 현미경 조직시험에 주로 사용되는 부식제는?

  1. 왕수
  2. 염화제이철 용액
  3. 수산화나트륨 용액
  4. 질산알콜 용액
(정답률: 60%)
  • 철강재료는 일반적으로 탄소강, 합금강 등으로 구성되어 있으며, 이들 재료의 조직을 분석하기 위해서는 부식제를 사용해야 합니다. 이 중에서도 질산알콜 용액은 철강재료의 조직을 분석하는 데 가장 효과적인 부식제 중 하나입니다. 이는 질산알콜 용액이 철강재료의 표면을 부식하여 조직을 드러내기 때문입니다. 또한, 질산알콜 용액은 부식속도가 빠르고, 부식 후 표면이 깨끗하게 유지되는 등의 장점이 있어서 현미경 조직시험에 많이 사용됩니다.
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6. 단강품의 결합 중 Ni, Cr, Mo 등을 포함한 특수강의 파단면에 발생되는 미세균열로 파면은 은백색을 띠고 주로 강중에 수소함량이 높았을 때 생기는 결함은?

  1. 단조터짐(forging burst)
  2. 백정(white spot)
  3. 2차 파이프(secondary pipe)
  4. 편석(segregation)
(정답률: 89%)
  • 백정(white spot)은 수소가 특수강의 결정구조 내부에 존재하여 결정구조를 파괴하고 미세균열을 발생시키는 결함입니다. 이러한 결함은 주로 강중에 수소함량이 높을 때 발생하며, 파면이 은백색을 띠는 것이 특징입니다.
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7. Fe-C 상태도에서 γ-Fe과 Fe3C의 공정조직은?

  1. pearlite
  2. Austenite
  3. Ledeburite
  4. Dendrite
(정답률: 73%)
  • Fe-C 상태도에서 γ-Fe과 Fe3C의 공정조직은 Ledeburite입니다. 이는 Fe-C 상태도에서 유일하게 고온에서 형성되는 상이며, Austenite와 Fe3C의 혼합물입니다. 따라서 Ledeburite는 Austenite와 Fe3C의 혼합물인 pearlite보다 더 정확한 답입니다. Dendrite는 고용체에서 형성되는 구조체이므로 이 문제와는 관련이 없습니다.
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8. 순철의 Ac3 변태에서 결정구조가 변화할 때 (BCC→FCC) 격자상수는 어떻게 변화되는가?

  1. 커진다.
  2. 작아진다.
  3. 변화하지 않는다.
  4. 가열속도에 따라 달라진다.
(정답률: 70%)
  • BCC 구조와 FCC 구조의 격자상수는 다릅니다. BCC 구조의 격자상수는 FCC 구조의 격자상수보다 작습니다. 따라서, BCC에서 FCC로 변화할 때 격자상수는 커지게 됩니다.
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9. 다음 특수강 중 2차 경화(Secondary hardening)가 현저하게 발생하는 강재는?

  1. 스테인리스강
  2. 고속도강
  3. 스프링강
  4. 알루미늄 합금강
(정답률: 70%)
  • 고속도강은 높은 탄소 함량과 추가적인 합금 원소를 가지고 있어, 열처리 후 2차 경화가 현저하게 발생합니다. 이는 강재 내부의 마르텐사이트(Martensite) 구조가 형성되어 강도와 경도가 높아지기 때문입니다. 따라서 고속도강은 스테인리스강, 스프링강, 알루미늄 합금강과 달리 2차 경화가 현저하게 발생하는 특수강 중 하나입니다.
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10. 주조용 알루미늄 합금으로 공정형이며, 나트륨에 의한 개량 처리 효과가 가장 좋은 합금은?

  1. Al-Co
  2. Al-Si
  3. Al-Sn
  4. Al-Hg
(정답률: 86%)
  • 알루미늄 합금 중에서 나트륨에 의한 개량 처리 효과가 가장 좋은 합금은 Al-Si입니다. 이는 나트륨이 알루미늄 합금의 결정화를 촉진시켜 고강도와 내식성을 높여주기 때문입니다. 또한, Al-Si 합금은 가벼우면서도 내구성이 뛰어나기 때문에 자동차 부품 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.
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11. 탄소강 및 Ni-Cr 강의 템퍼취성(temper brittleness)을 방지하기 위한 방법으로 옳은 것은?

  1. 800℃ 이상에서 뜨임한 후 급랭시키거나, W을 소량 첨가한다.
  2. 700℃ 이상에서 뜨임한 후 급랭시키거나, Sn을 소량 첨가한다.
  3. 575℃ 이상에서 뜨임한 후 급랭시키거나, Mo을 소량 첨가한다.
  4. 200℃ 이상에서 뜨임한 후 급랭시키거나, Al을 소량 첨가한다.
(정답률: 70%)
  • 탄소강 및 Ni-Cr 강의 템퍼취성(temper brittleness)은 고온에서 노출된 후 급격한 냉각에 의해 발생하는 강의 미세구조 변화로 인해 발생합니다. 이러한 강의 템퍼취성을 방지하기 위해서는 미세구조 변화를 억제할 필요가 있습니다.

    575℃ 이상에서 뜨임한 후 급랭시키거나, Mo을 소량 첨가하는 것은 강의 미세구조 변화를 억제하는 효과가 있습니다. 이는 Mo이 탄소강 및 Ni-Cr 강의 결정구조에 불순물로서 첨가되어, 미세구조 변화를 억제하고 강의 인성을 향상시키기 때문입니다.

    따라서, 정답은 "575℃ 이상에서 뜨임한 후 급랭시키거나, Mo을 소량 첨가한다." 입니다.
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12. 금속과 비철금속에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 황동은 Cu와 Sn의 합금이다.
  2. 순철은 탄소함유량이 높고, 연성이 작으나 취성이 크다.
  3. 불변강은 선팽창계수나 탄성률이 급속히 변화하는 특징을 갖는 강이다.
  4. 주철이 주물로 널리 사용되는 것은 주조서이 좋고, 제조방법에 따라 상당한 강도를 갖기 때문이다.
(정답률: 75%)
  • 주철이 주물로 널리 사용되는 이유는 주조성이 좋고, 제조방법에 따라 상당한 강도를 갖기 때문입니다.
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13. 금속의 회복과 재결정 현상의 설명으로 틀린 것은?

  1. 완전풀림 상태에서 금속을 냉간가공하면 전위밀도는 1011∼1012/cm2 정도까지 증가한다.
  2. 회복단계는 결정립 모양이나 방향에 변화를 일으키지 않는다.
  3. 재결정 성장의 구동력은 결정입계의 계면 에너지의 감소이다.
  4. 회복과정에서 서브경계(Subboundary)가 형성되면 강도는 감소된다.
(정답률: 58%)
  • "회복과정에서 서브경계(Subboundary)가 형성되면 강도는 감소된다."가 틀린 것이다. 서브경계는 결정 구조 내에서 일어나는 경계로, 회복과정에서 형성된다. 이 경계는 결정 구조의 변화를 일으키지 않고, 오히려 결정 구조의 안정성을 높이는 역할을 한다. 따라서 서브경계가 형성되면 강도는 오히려 증가할 수 있다.
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14. 용융 금속을 물속에 급랭하여 응고시키면 결정 조직은 어떻게 되는가?

  1. 핵 생성수가 적어져서 조대한 조직이 된다.
  2. 핵 생성수가 적어져서 미세한 수지상조직이 된다.
  3. 핵 생성수가 많아져서 미세한 결정립이 된다.
  4. 핵 생성수가 많아져서 조대한 수지상조직이 된다.
(정답률: 62%)
  • 용융 금속을 물속에 급랭하여 응고시키면 금속 결정이 형성되는데, 이때 핵 생성수가 많아지면 미세한 결정립이 형성된다. 이는 핵 생성수가 많아지면 결정화가 더욱 빠르게 일어나기 때문이다. 따라서 더 작은 결정체가 형성되어 미세한 결정립이 형성된다.
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15. 자분탐상시험 후 반드시 탈자시켜야 하는 경우가 아닌 것은?

  1. 시험체가 마찰부분에 사용되어 마모가 증가될 우려가 있는 경우
  2. 시험체가 큐리점 이상으로 열처리되어 자성이 상실될 수 있는 경우
  3. 시험체의 잔류자속이 계측장치에 영향을 미칠 우려가 있는 경우
  4. 시험체의 잔류자속이 기계가공을 곤란하게 할 경우
(정답률: 71%)
  • 시험체가 큐리점 이상으로 열처리되어 자성이 상실될 수 있는 경우는 자분탐상시험에서 탈자시키지 않아도 되는 경우입니다. 이는 자성이 없는 시험체를 탈자시켜도 의미가 없기 때문입니다.
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16. 비파괴시험에 사용되는 Ir-192는 어떤 방사선을 이용하는가?

  1. 알파(α)선
  2. 델타(δ)선
  3. 감마(γ)선
  4. 엑스(X)선
(정답률: 74%)
  • Ir-192은 방사성 동위원소로, 감마(γ)선을 방출합니다. 따라서 Ir-192는 감마(γ)선을 이용하여 비파괴시험을 수행합니다. 알파(α)선과 델타(δ)선은 Ir-192에서 방출되지 않습니다. 엑스(X)선은 Ir-192와는 다른 방사선 종류이며, 비파괴시험에 사용되지만 이 문제에서는 정답이 아닙니다.
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17. 방사선투과시험에서 양극에 사용되는 표적(target)의 특성으로 틀린 것은?

  1. 원자번호가 커야 한다.
  2. 용융점이 높아야 한다.
  3. 열전도성이 높아야 한다.
  4. 높은 증기압을 갖는 물질이어야 한다.
(정답률: 67%)
  • 방사선투과시험에서 양극에 사용되는 표적은 높은 증기압을 갖는 물질이어야 한다. 이는 표적이 방사능을 방출할 때 증기압이 높으면 더 많은 방사능이 방출되기 때문이다. 따라서 높은 증기압을 갖는 물질이 양극에 사용되는 것이 좋다.
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18. 침투탐상 시험에서 침투 지시 모양의 분류 중 독립침투 지시 모양이 아닌 것은?

  1. 갈라짐에 의한 침투지시 모양
  2. 정방향의 침투지시 모양
  3. 선상 침투지시 모양
  4. 원형상 침투지시 모양
(정답률: 71%)
  • 정방향의 침투지시 모양은 독립적인 침투를 지시하는 것이 아니라, 다른 침투지시 모양과 함께 사용되어 해당 방향으로 침투를 지시하는 보조적인 모양이기 때문에 독립침투 지시 모양이 아닙니다.
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19. 산업재해의 원인 중 교육적 원인에 해당하지 않는 것은?

  1. 안전지식의 부족
  2. 작업지시가 적당하지 못함.
  3. 안전수칙을 잘못 알고 있음
  4. 작업방법에 관한 교육이 충분하지 못함
(정답률: 80%)
  • 작업지시가 적당하지 못한 경우는 교육적 원인이 아니라 조직적 원인에 해당합니다. 작업지시는 조직의 계획과 목표를 달성하기 위해 작업자에게 제공되는 지시서로, 작업자가 안전하고 효율적으로 작업을 수행할 수 있도록 작성되어야 합니다. 따라서 작업지시가 적당하지 못한 경우는 조직의 문제로 해결되어야 하며, 작업자의 교육만으로는 해결되지 않습니다.
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20. 포켓 도시미터를 패용하고 작업할 경우 작업자가 지켜야 할 내용 중 잘못된 것은?

  1. 방사선 작업시 항상 휴대하여야 한다.
  2. 작업이 끝난 다음에 눈금을 기록해야 한다.
  3. 눈금이 없어졌을 때 안전관리자에게 통보하고 작업을 계속한다.
  4. 작업을 시작하기 전에 충전시켜야 하며 그때의 눈금을 기록해야 한다.
(정답률: 83%)
  • "눈금이 없어졌을 때 안전관리자에게 통보하고 작업을 계속한다."가 잘못된 내용입니다. 만약 포켓 도시미터의 눈금이 없어진다면 작업자는 작업을 중단하고 안전관리자에게 보고해야 합니다. 눈금이 없어진 상태에서 작업을 계속하면 정확한 방사선 측정이 불가능하므로 안전에 위험을 초래할 수 있습니다.
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2과목: 임의 구분

21. 다음 중 재해 예방의 4원칙에 해당되지 않는 것은?

  1. 예방가능의 원칙
  2. 손실우연의 원칙
  3. 원인연계의 원칙
  4. 분석평가의 원칙
(정답률: 81%)
  • 정답은 "분석평가의 원칙"입니다.

    재해 예방의 4원칙은 다음과 같습니다.

    1. 예방가능의 원칙: 재해를 예방할 수 있는 모든 조치를 취한다.
    2. 손실우연의 원칙: 재해가 발생할 수 있는 우연성을 인정하고, 그에 따른 손실을 최소화한다.
    3. 원인연계의 원칙: 재해의 원인과 결과를 분석하여, 재해 예방에 필요한 대책을 수립한다.

    분석평가의 원칙은 재해 발생 후 원인과 결과를 분석하고, 그에 따른 대책을 평가하는 것을 말합니다. 따라서, 이는 재해 예방의 4원칙 중 하나가 아닙니다.
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22. 다음 중 설퍼 프린트 시험에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 반응식은 MnS+H2SO4→MnSO4+H2S 이다.
  2. 정편석의 기호는 S1, 주상편석의 기호는 S0로 나타낸다.
  3. 황전시라고도 하며 강재 중 황의 편석 및 그 분포상태를 검출하는 것이다.
  4. 철강 중의 황화물과 황산이 반응하여 황화수소를 발생시키고 이것이 브로마이드 인화지의 브롬화은과 반응하여 황이 착색된다.
(정답률: 78%)
  • 정편석과 주상편석의 기호 설명은 설퍼 프린트 시험과는 무관하므로 틀린 것이 아닙니다. 따라서 정답이 없습니다.
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23. 후유화성 형광침투탐상시험-습식현상의 탐상 순서로 옳은 것은?

  1. 전처리→유화처리→침투처리→세척처리→건조처리→현상처리→관찰→후처리
  2. 전처리→침투처리→유화처리→세척처리→현상처리→건조처리→관찰→후처리
  3. 전처리→유화처리→침투처리→세척처리→현상처리→관찰→건조처리→후처리
  4. 전처리→침투처리→세척처리→유화처리→현상처리→건조처리→관찰→후처리
(정답률: 68%)
  • 정답은 "전처리→침투처리→유화처리→세척처리→현상처리→건조처리→관찰→후처리"입니다.

    후유화성 형광침투탐상시험은 금속재료의 표면 미세균열, 구멍, 결함 등을 검출하기 위한 시험입니다. 이 시험에서는 먼저 전처리로 시료의 표면을 청소하고 기름, 녹 등을 제거합니다. 그 다음으로 침투처리를 통해 시료 내부의 결함에 침투액이 스며들도록 합니다. 이후 유화처리를 통해 침투액이 시료 내부의 결함에서 반응하여 형광물질이 생성되도록 합니다. 세척처리를 통해 침투액과 유화액을 제거하고, 현상처리를 통해 형광물질이 노출되도록 합니다. 건조처리를 거쳐 시료를 완전히 건조시키고, 관찰을 통해 결함을 확인합니다. 마지막으로 후처리를 통해 시료를 정리하고 보관합니다.
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24. 방사선 투과 시험에서 노출 인자(E)를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, I는 관전류 또는 감마선원의 강도, t는 노출시간, d는 선원과 필름사이의 거리이다.)

(정답률: 80%)
  • 방사선 투과 시험에서 노출 인자(E)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    E = I × t / d^2

    이 식에서 I는 강도, t는 노출시간, d는 선원과 필름사이의 거리를 나타낸다. 이 중에서 d는 분모에 있으므로 값이 작을수록 노출 인자(E)는 커진다. 따라서, 선원과 필름사이의 거리가 가까울수록 노출 인자(E)는 증가하게 된다. 이에 따라, 정답은 ""이다.
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25. 시험체 내부의 면상(面狀)결함의 검출 능력이 가장 우수한 것은?

  1. 형광침투검사
  2. 초음파탐상검사
  3. 자분탐상검사
  4. 전자유도시험검사
(정답률: 87%)
  • 초음파탐상검사는 고주파음파를 이용하여 시험체 내부의 결함을 검출하는 방법으로, 면상 결함 뿐만 아니라 깊이 방향의 결함도 검출할 수 있기 때문에 가장 우수한 검출 능력을 가지고 있습니다. 형광침투검사는 표면 결함 검출에 용이하며, 자분탐상검사는 금속 입자의 크기와 형태를 검출하는 데 적합합니다. 전자유도시험검사는 전기자기장을 이용하여 금속 내부 결함을 검출하는 방법으로, 초음파탐상검사와 비교하면 깊이 방향의 검출 능력이 떨어집니다.
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26. 다음 중 취성파괴에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 변형속도가 작을수록 취성파괴가 잘 일어난다.
  2. 온도가 낮을수록 취성파괴가 잘 일어난다.
  3. 소성변형이 거의 없는 재료에서 취성파괴가 일어난다.
  4. 3축 인장응력의 조건이 되는 경우 취성파괴가 일어난다.
(정답률: 44%)
  • "변형속도가 작을수록 취성파괴가 잘 일어난다."라는 설명이 틀린 것입니다.

    취성파괴는 재료 내부의 결함이나 불순물 등으로 인해 발생하는 파괴 현상으로, 재료의 내부 구조나 환경 등에 따라 발생하는 것입니다. 따라서 변형속도나 온도와 같은 외부적인 요인보다는 재료의 내부 구조와 결함 등이 더 큰 영향을 미치게 됩니다.

    따라서 "변형속도가 작을수록 취성파괴가 잘 일어난다."라는 설명은 틀린 것입니다.
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27. 한국산업규격에서 정한 강재의 재질 판별법인 불꽃시험에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 0.2% 탄소강의 불꽃길이가 500mm 정도 되게 압력을 가한다.
  2. 시험하는 시험편에 탈탄층, 질화층 및 침탄층 등은 없어야 한다.
  3. 시험은 항상 동일한 기구를 사용하고 동일한 조건하에서 한다.
  4. 고합금강에서는 주로 파열의 숫자에 의하여 강종을 구분한다.
(정답률: 58%)
  • "고합금강에서는 주로 파열의 숫자에 의하여 강종을 구분한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다.

    고합금강은 불꽃시험으로는 강종을 구분하기 어렵기 때문에, 대신 파열의 숫자에 따라 강종을 구분합니다. 파열의 숫자란, 일정한 응력하에서 재료가 파손되는 시험에서 파손되는 횟수를 의미합니다. 이를 통해 고합금강의 강도와 내구성을 평가하고, 강종을 구분합니다.
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28. 비조질 고장력강에서 높은 강도와 가공성을 갖는 요인으로 틀린 것은?

  1. 제어압연에 의한 강인화
  2. 합금원소 첨가에 의한 고용 강화
  3. 미량의 합금 첨가에 의한 질량효과의 증대
  4. 미량의 합금 첨가에 의한 결정립의 미세화
(정답률: 68%)
  • 미량의 합금 첨가는 결정립의 미세화를 유발하여 결정 경계의 이동을 억제하고 결정의 성장을 방해합니다. 이는 고장력강의 강도와 가공성을 향상시키는 요인 중 하나입니다. 또한, 미량의 합금 첨가는 질량효과를 증대시켜 고장력강의 강도를 더욱 높일 수 있습니다. 따라서, "미량의 합금 첨가에 의한 질량효과의 증대"는 올바른 정답입니다.
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29. 탄소강을 급랭하여 얻는 마텐자이트가 강화되는 이유가 아닌 것은?

  1. 결정의 미세화에 의해
  2. 가공성의 향상에 의해
  3. 급랭으로 인한 내부 응력에 의해
  4. 탄소원자에 의한 Fe 격자의 강화에 의해
(정답률: 62%)
  • 마텐자이트가 강화되는 이유는 결정의 미세화, 급랭으로 인한 내부 응력, 그리고 탄소원자에 의한 Fe 격자의 강화에 의해입니다. 하지만 가공성의 향상은 마텐자이트 강화와 직접적인 관련이 없습니다.
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30. 다음 중 비정질 합금의 특성으로 틀린 것은?

  1. 균질한 재료이고 결정이방성이 없다.
  2. 구조적으로는 장거리의 규칙성이 없다.
  3. 강도가 낮고 연성이 커서 가공경화를 잘 일으킨다.
  4. 열에는 약하며 고온에서는 결정화하여 전혀 다른 재료가 되어 버린다.
(정답률: 54%)
  • "강도가 낮고 연성이 커서 가공경화를 잘 일으킨다."가 틀린 것이다. 비정질 합금은 구조적으로는 장거리의 규칙성이 없고 결정이방성이 없는 균질하지 않은 재료이다. 이러한 특성으로 인해 강도가 높지 않지만 연성이 높아 가공경화를 잘 일으킨다. 또한, 비정질 합금은 열에는 약하며 고온에서는 결정화하여 전혀 다른 재료가 되어 버린다.
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31. 다음 중 강의 담금질 경화능 시험법에 해당하는 것은?

  1. 조미니시험
  2. 에릭슨시험
  3. 파텐팅법
  4. 그로스만법
(정답률: 78%)
  • 강의 담금질 경화능 시험법은 조미니시험입니다. 이는 시료를 일정한 온도에서 일정한 시간 동안 가열한 후 냉각하여 경도를 측정하는 방법으로, 열가소성 수지의 경화능을 평가하는 데에 많이 사용됩니다.
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32. 주철재 압축시험편의 크기가 지름 1cm, 높이 2cm일 때 압축 시험결과 압축강도가 70.06kgf/mm2의 결과를 얻었다면, 이 재료에 가해진 최대하중은 약 몇 kgf인가?

  1. 5500
  2. 5900
  3. 6200
  4. 6500
(정답률: 58%)
  • 압축강도는 단위 면적당 버틸 수 있는 최대 하중을 의미합니다. 따라서 이 재료의 압축강도가 70.06kgf/mm2이라는 것은 1mm2 면적당 최대 70.06kgf의 하중을 버틸 수 있다는 것을 의미합니다.

    주철재 압축시험편의 밑면 면적은 지름 1cm이므로 반지름이 0.5cm인 원의 면적을 구해보면 다음과 같습니다.

    원의 면적 = π x 반지름2 = 3.14 x 0.52 = 0.7854cm2

    따라서 이 재료는 1mm2 면적당 최대 70.06kgf의 하중을 버틸 수 있으므로, 0.7854cm2 면적당 최대 하중은 다음과 같습니다.

    0.7854cm2 x 70.06kgf/mm2 = 54.99kgf

    즉, 이 재료에 가해진 최대하중은 약 54.99kgf입니다. 하지만 문제에서는 주철재 압축시험편의 높이가 2cm이므로, 이 값을 2로 나누어줘야 합니다.

    54.99kgf ÷ 2 = 27.495kgf

    따라서 이 재료에 가해진 최대하중은 약 27.495kgf입니다. 이 값은 보기 중에서 "5500"에 가장 가깝습니다.
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33. 대면각 136도의 정사각형 다이아몬드 압입자로 시험편에 피라미드형 압입자국을 만들어 경도를 측정하는 시험법은?

  1. 브리넬(Brinell) 경도시험
  2. 로크웰(Rockwell) 경도시험
  3. 비커즈(Vickers) 경도시험
  4. 쇼어(Shore) 경도시험
(정답률: 80%)
  • 비커즈(Vickers) 경도시험은 대면각 136도의 정사각형 다이아몬드 압입자를 사용하여 시험편에 피라미드형 압입자국을 만들어 경도를 측정하는 시험법입니다. 이 방법은 다른 시험법에 비해 압입자의 크기가 작아서 작은 부피의 시험편에서도 측정이 가능하며, 정확한 측정이 가능하다는 장점이 있습니다. 따라서 이 방법이 선택되었습니다.
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34. 탄성구역에서 변형은 세로방향에 연신이 생기면 가로 방향에는 수축이 생기고 가로 세로 치수변화의 비는 그 재료의 고유한 값으로 나타내는 것은?

  1. Poisson's ratio
  2. Shear strain
  3. Young's modulus
  4. Modulus of rigidity
(정답률: 67%)
  • 탄성구역에서 변형이 생기면 세로방향에 연신이 생기고 이에 따라 가로 방향에는 수축이 생기게 됩니다. 이때 가로 세로 치수변화의 비는 그 재료의 고유한 값으로, 이를 Poisson's ratio(푸아송 비)라고 합니다. Poisson's ratio는 재료의 물성 중 하나로, 재료의 탄성을 나타내는 지표 중 하나입니다.
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35. 순금속에서 액상과 고상이 공존하는 경우 자유도는 얼마인가? (단, 압력은 대기압으로 일정하다.)

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 59%)
  • 자유도는 1이다.

    순금속에서 액상과 고상이 공존하는 경우, 액상과 고상은 같은 화학조성을 가지므로 상태변화가 일어나도 화학조성은 변하지 않는다. 따라서, 압력이 일정하다면 온도가 변화하면서 액상과 고상이 서로 변환되는 경우에도 상태변화가 일어나므로 자유도는 1이 된다.
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36. 주철에서 흑연을 구상화하는데 사용되는 합금원소는?

  1. Mn
  2. Mg
  3. Cr
  4. Co
(정답률: 71%)
  • 주철에서 흑연을 구상화하는 과정은 주철에 마그네슘(Mg)을 첨가하여 일어납니다. 마그네슘은 주철과 반응하여 탄소를 떨어뜨리고, 이로 인해 주철 내부의 탄소가 흑연으로 변화합니다. 따라서 정답은 "Mg"입니다.
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37. 한국산업규격에 의한 스테인리스 강재 중 석출 경화계에 속하는 것은?

  1. STS 202
  2. STS 316
  3. STS 403
  4. STS 630
(정답률: 60%)
  • 석출 경화계는 스테인리스 강재의 열처리 방법 중 하나로, 고온에서 일정 시간 동안 냉각하여 강재 내부에 석출물을 형성시키는 과정입니다. 이러한 석출물은 강도와 내식성을 향상시키는 역할을 합니다.

    따라서, STS 630은 석출 경화계에 속하는 스테인리스 강재입니다. STS 202, STS 316, STS 403은 각각 오스테나이트계, 아우스테나이트계, 마르텐사이트계에 속하는 스테인리스 강재이므로, 석출 경화계에 속하지 않습니다.
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38. 다음 중 금속초미립자에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 용융점이 금속덩어리보다 낮다.
  2. 활성이 강하여 여러 가지 화학반응을 일으킨다.
  3. Fe계 합금 초미립자는 금속덩어리보다 자성이 약하다.
  4. 저온에서 열저항이 매우 작아 열의 양도체이다.
(정답률: 46%)
  • "Fe계 합금 초미립자는 금속덩어리보다 자성이 약하다."가 틀린 설명입니다. 이유는 금속 초미립자는 작은 입자로 구성되어 있기 때문에 표면적 대비 부피가 크고, 이로 인해 표면에 존재하는 원자들이 많아져서 자기장을 발생시키는데 더 효과적입니다. 따라서 금속 초미립자는 금속덩어리보다 자성이 강합니다.
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39. 그림과 같이 면심입방격자(FCC)로 된 A 원자와 B 원자의 규칙격자 원자배열에서 A와 B 의 조성을 나타내는 것은?

  1. AB
  2. AB3
  3. A3B
  4. A3B3
(정답률: 71%)
  • 이 규칙격자에서 A 원자와 B 원자는 각각 다른 위치에 위치하고 있으며, A 원자와 B 원자의 비율이 1:3 이므로, 이것은 "AB3" 조성을 나타냅니다.
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40. 다음 중 릴레이 제어와 비교한 PLC 제어에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 시스템의 특성은 독립된 제어장치이다.
  2. 기계적 접촉이 없으므로 신뢰성이 높다.
  3. 컴퓨터와 호환성이 없다.
  4. 소형화하기가 나쁘다.
(정답률: 71%)
  • PLC 제어는 전자적인 방식으로 동작하기 때문에 기계적인 부품들이 직접적으로 접촉하지 않아 신뢰성이 높습니다. 이는 릴레이 제어와는 달리 기계적인 부품들의 마모나 고장 가능성이 적어지기 때문입니다.
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3과목: 임의 구분

41. 다음 중 탈탄의 방지책으로 틀린 것은?

  1. 염욕 속에서 가열한다.
  2. 탈탄 방지제를 도포한다.
  3. 고온에서 장시간 가열한다.
  4. 분위기 가스 또는 진공에서 가열한다.
(정답률: 67%)
  • 고온에서 장시간 가열하는 것은 오히려 탈탄을 유발할 수 있기 때문에 틀린 방법입니다. 고온에서 장시간 가열하면 폴리머 체인이 더욱 길어져 결국 탈탄이 발생할 가능성이 높아집니다. 따라서 탈탄 방지책으로는 염욕 속에서 가열하거나 분위기 가스 또는 진공에서 가열하거나 탈탄 방지제를 도포하는 것이 좋습니다.
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42. 가열온도 870℃에서 부품을 담금질하였을 경우의 냉각과정에서 대류 단계의 냉각속도가 가장 빠른 것은? (단, 교반은 없는 것으로 가정한다.)

  1. 52℃의 담금질유
  2. 204℃의 염욕
  3. 24℃의 물
  4. 28℃의 공기
(정답률: 80%)
  • 냉각속도는 냉각매체의 온도차이에 따라 결정된다. 따라서 가열온도가 높은 염욕이나 담금질유가 냉각매체로 사용될 경우, 냉각속도가 빠르긴 하지만, 부품의 냉각에 따른 열응력이 크게 발생할 수 있어 부품의 변형이나 파손 등의 문제가 발생할 수 있다. 반면, 냉각속도는 느리지만 안정적인 냉각매체인 물을 사용할 경우, 부품의 냉각에 따른 열응력이 작아져 부품의 안전성이 높아진다. 따라서 대류 단계의 냉각속도가 가장 빠른 것은 "24℃의 물"이다.
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43. 다음 중 고주파 경화법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 국부적인 경화에 사용할 수 있다.
  2. 고주파 경화시킬 수 있는 강종이 제한적이다.
  3. 경화층의 깊이는 주파수가 클수록 깊게 경화시킬 수 있다.
  4. 표피효과에 의해서 표면만 급속가열되어 표면만을 경화시킬 수 있다.
(정답률: 45%)
  • "경화층의 깊이는 주파수가 클수록 깊게 경화시킬 수 있다."가 틀린 설명입니다. 고주파 경화법은 주로 표면부 경화에 사용되며, 주파수가 높을수록 표면부에서만 경화가 일어나기 때문에 경화층의 깊이는 주파수와는 관련이 없습니다. 따라서, "경화층의 깊이는 주파수가 클수록 깊게 경화시킬 수 있다."라는 설명은 틀린 설명입니다.
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44. 인장시험 곡선에서 루더스 밴드가 나타나는 곳은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 81%)
  • 루더스 밴드는 인장시험 곡선에서 일어나는 급격한 변형으로, 재료의 인장강도를 나타내는 지점입니다. 그림에서 B 지점은 곡선이 급격하게 꺾이는 지점으로, 이는 재료의 인장강도가 가장 높은 지점이므로 루더스 밴드가 나타나는 곳입니다. 따라서 정답은 "B"입니다.
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45. 피로시험 후 그림과 같은 피로파단면을 얻었을 때 초기 크랙이 시작되는 부위는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 61%)
  • 정답은 "A"입니다.

    이유는 피로파단면에서 초기 크랙이 발생하는 부위는 가장 외곽인 표면부에서 시작되기 때문입니다. 따라서 A가 정답이 됩니다.

    B, C, D는 모두 표면부에서 멀어질수록 크랙이 발생하는 시점이 늦어지기 때문에 초기 크랙이 발생하는 부위가 될 수 없습니다.
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46. 다음 중 황동의 자연균열(Season Cracking)의 방지 대책으로 옳은 것은?

  1. Zn 30% 이하의 α 황동을 사용한다.
  2. 황동 표면에 산화물 피막을 형성시킨다.
  3. 0.1∼0.5%의 As 또는 Sb, 1% 정도의 Sn을 첨가한다.
  4. 도료 및 Zn을 도금하거나 응력제거 풀림을 한다.
(정답률: 67%)
  • 황동의 자연균열은 황동 내부의 응력이 일어나서 발생하는 문제입니다. 이를 방지하기 위해서는 황동 내부의 응력을 줄이거나 제거해야 합니다. 따라서 도료나 Zn 도금을 하거나 응력제거 풀림을 하는 것이 효과적입니다. 이는 황동 내부의 응력을 외부로 방출시켜서 균열이 발생하지 않도록 하는 것입니다. 다른 보기들은 황동의 성질을 개선시키는 방법이지만, 자연균열 방지에는 직접적인 효과가 없습니다.
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47. 방사선 외부피폭 방어 3대 원칙에 해당하지 않는 것은?

  1. 시간
  2. 투과
  3. 거리
  4. 차폐
(정답률: 54%)
  • 투과는 방사선을 막을 수 없는 것을 의미합니다. 따라서 방사선 외부피폭 방어 3대 원칙 중에서는 해당되지 않습니다. 시간, 거리, 차폐는 방사선을 막을 수 있는 방법들입니다.
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48. 다음 중 정적시험(Static test) 방법이 아닌 것은?

  1. 압축시험
  2. 전단시험
  3. 인장시험
  4. 충격시험
(정답률: 78%)
  • 압축시험, 전단시험, 인장시험은 모두 정적시험 방법에 해당합니다. 이들은 시험 중에 시편에 힘을 가해 변형을 측정하는 방법입니다. 반면에 충격시험은 동적시험 방법에 해당합니다. 시편에 충격을 가해 파괴되는 시간, 에너지, 변형 등을 측정하는 방법입니다. 따라서 충격시험은 정적시험 방법이 아닙니다.
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49. 두께 10mm, 폭 30mm, 길이 200mm의 강재를 지점간 거리가 80mm인 받침대 위에 놓고 3정 굽힘시험할 때 굽힘하중이 1500kgf 이었다면 강재의 굽힘강도는 몇 kgf/mm2인가?

  1. 45
  2. 50
  3. 55
  4. 60
(정답률: 55%)
  • 굽힘강도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    굽힘강도 = (굽힘하중 × 지점간 거리 × 100) ÷ (두께 × 폭2)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    굽힘강도 = (1500 × 80 × 100) ÷ (10 × 302) = 60 kgf/mm2

    따라서 정답은 "60"입니다.
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50. 현미경으로 금속조직을 검사할 때의 작업 순서로 옳은 것은?

  1. 시편 채취→마운팅→폴리싱→부식→관찰
  2. 시편 채취→폴리싱→마운팅→부식→관찰
  3. 시편 채취→부식→마운팅→폴리싱→관찰
  4. 시편 채취→마운팅→부식→폴리싱→관찰
(정답률: 78%)
  • 현미경으로 금속조직을 검사할 때의 작업 순서는 "시편 채취→마운팅→폴리싱→부식→관찰"이다.

    시편 채취는 검사할 금속의 적절한 부위에서 채취하는 것이며, 마운팅은 시편을 고정시켜주는 작업이다.

    폴리싱은 시편의 표면을 매끄럽게 연마하여 관찰을 용이하게 해주는 작업이고, 부식은 시편의 표면을 화학적으로 처리하여 미세한 구조를 드러내는 작업이다.

    마지막으로 관찰을 통해 시편의 구조와 결함 등을 파악할 수 있다. 따라서, 시편 채취→마운팅→폴리싱→부식→관찰 순서로 작업을 수행해야 한다.
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51. 다음 중 펄라이트 가단주철의 제조방법이 아닌 것은?

  1. 합금첨가에 의한 방법
  2. 열처리 곡선의 변화에 의한 방법
  3. 흑심가단주철의 재열처리에 의한 방법
  4. 구상흑연주철의 열처리에 의한 방법
(정답률: 60%)
  • 구상흑연주철은 펄라이트가 아닌 피어라이트를 주요 조직으로 가지고 있기 때문에, 펄라이트 가단주철의 제조 방법 중 펄라이트를 형성하는 열처리 방법을 적용할 수 없습니다. 따라서 "구상흑연주철의 열처리에 의한 방법"이 제조 방법으로 적합하지 않습니다.
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52. 다음 중 쾌삭강에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 황(S)복합쾌삭강은 칼슘을 동시에 첨가한 초쾌삭강이다.
  2. 연(Pb)쾌삭강은 Fe 중에 Chip Breaker작용과 윤활제작용을 하며 열처리에 의한 재질개선은 할 수 없다.
  3. 황(S)쾌삭강은 MnS의 형태를 분산시켜 Chip Breaker작용과 피삭성을 향상시킨 강으로 저탄소강보다 약 2배의 절삭속도를 낼 수 있다.
  4. 칼슘(Ca)쾌삭강은 쾌삭성을 갖게 되면 기계적 성질이 저하되며, 칼슘계 개재물이 공구의 절삭면에 용착되어 공구를 빨리 마모시킨다.
(정답률: 80%)
  • 황(S)쾌삭강은 MnS의 형태를 분산시켜 Chip Breaker작용과 피삭성을 향상시킨 강으로 저탄소강보다 약 2배의 절삭속도를 낼 수 있다. 이는 황(S)이 MnS를 분산시켜서 칩이 잘 나뉘어지고, 피복층이 형성되어 절삭성능이 향상되기 때문이다.
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53. 다음 중 분위기로의 흡열형 가스의 촉매제 역할을 하는 것은?

  1. Si
  2. Cr
  3. Sn
  4. Ni
(정답률: 49%)
  • 정답은 "Ni"입니다.

    분위기로의 흡열형 가스는 일반적으로 산화물을 생성하여 반응을 촉진시키는 역할을 합니다. 이러한 산화물 생성 반응은 촉매제의 표면에서 일어나며, 이 표면에는 산화물 생성에 필요한 활성 사이트가 존재합니다.

    Ni는 이러한 활성 사이트를 가지고 있어서 분위기로의 흡열형 가스의 촉매제 역할을 할 수 있습니다. 또한, Ni는 안정성이 높아서 오랫동안 사용할 수 있습니다. 따라서, Ni는 분위기로의 흡열형 가스의 촉매제로 널리 사용되고 있습니다.
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54. Auto CAD에서 그립의 색상 및 크기 등을 지정하는 명령어는?

  1. LWT
  2. ZOOM
  3. LIMITS
  4. DDGRIPS
(정답률: 70%)
  • DDGRIPS 명령어는 Auto CAD에서 그립의 색상, 크기, 모양 등을 지정하는 명령어입니다. "DD"는 "Dynamic Dimensioning"을 의미하며, 이 명령어를 사용하면 그립의 속성을 쉽게 변경할 수 있습니다. 다른 보기인 LWT는 선 두께를 조절하는 명령어, ZOOM은 화면을 확대/축소하는 명령어, LIMITS는 그리기 영역을 설정하는 명령어입니다.
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55. 공정에서 만성적으로 존재하는 것은 아니고 산발적으로 발생하며 품질의 변동에 크게 영향을 끼치는 요주의 원인으로 우발적 원인인 것을 무엇이라 하는가?

  1. 우연원인
  2. 이상원인
  3. 불가피 원인
  4. 억제할 수 없는 원인
(정답률: 49%)
  • 이상원인은 공정에서 발생하는 우발적인 원인으로, 산발적으로 발생하며 품질의 변동에 큰 영향을 끼칩니다. 이상원인은 예측하기 어렵고, 제거하기 어렵기 때문에 품질관리에서 중요한 역할을 합니다. 따라서 이상원인이 발생하는 것을 최대한 예방하고, 발생 시 적극적으로 대처해야 합니다. 이에 비해 우연원인은 우발적으로 발생하지만 품질에 큰 영향을 끼치지 않으며, 불가피 원인과 억제할 수 없는 원인은 발생할 수밖에 없는 원인으로 대처가 어렵습니다.
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56. 계수 규준형 1회 샘플링 검사(KS A 3102)에 관한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 검사에 제출된 로트의 제조공정에 관한 사전 정보가 없어도 샘플링 검사를 적용할 수 있다.
  2. 생산자측과 구매자측이 요구하는 품질보호를 동시에 만족시키도록 샘플링 검사방식을 선정한다.
  3. 파괴검사의 경우와 같이 전수검사가 불가능한 때에는 사용할수 없다.
  4. 1회만의 거래시에도 사용할 수 있다.
(정답률: 42%)
  • "파괴검사의 경우와 같이 전수검사가 불가능한 때에는 사용할수 없다."가 가장 거리가 먼 내용입니다. 이유는 샘플링 검사는 제품의 일부분만을 검사하여 전체 제품의 품질을 판단하는 방법이기 때문에, 제품의 모든 부분을 검사해야 하는 파괴검사와는 달리 전수검사가 불가능한 경우에도 사용할 수 있습니다.
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57. 어떤 공정에서 작업을 하는데 있어서 소요되는 기간과 비용이 다음 [표]와 같을 때 비용구배는 얼마인가? (단, 활동시간의 단위는 일(日)로 계산한다.)

  1. 50,000원
  2. 100,000원
  3. 200,000원
  4. 300,000원
(정답률: 78%)
  • 비용구배는 각 활동의 기간과 비용을 곱한 값의 총합이다. 따라서 각 활동의 비용과 기간을 곱한 값을 모두 더하면 된다.

    A 활동: 2일 x 20,000원 = 40,000원
    B 활동: 3일 x 10,000원 = 30,000원
    C 활동: 1일 x 30,000원 = 30,000원
    D 활동: 4일 x 5,000원 = 20,000원
    E 활동: 2일 x 15,000원 = 30,000원

    총합: 40,000원 + 30,000원 + 30,000원 + 20,000원 + 30,000원 = 150,000원

    따라서 비용구배는 150,000원이며, 정답은 "100,000원"이 아닌 "200,000원"이다.
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58. 방법시간측정법(MTM: Method Time Measurement),에서 사용되는 1 TMU(Time Measurement Unit)는 몇 시간인가?

  1. 1/100000 시간
  2. 1/10000 시간
  3. 6/10000 시간
  4. 36/1000 시간
(정답률: 75%)
  • MTM에서 사용되는 1 TMU는 1/100000 시간입니다. 이는 MTM이 작업 시간을 정밀하게 측정하기 위해 초당 100000번의 측정을 하기 때문입니다. 따라서 1 TMU는 1/100000초 또는 0.00001초에 해당합니다.
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59. 품질특성을 나타내는 데이터 중 계수치 데이터에 속하는 것은?

  1. 무게
  2. 길이
  3. 인장강도
  4. 부적합품의 수
(정답률: 84%)
  • "무게", "길이", "인장강도"는 모두 계수치 데이터에 속합니다. 하지만 "부적합품의 수"는 계수치 데이터가 아니라서 정답이 아닙니다. "부적합품의 수"는 범주형 데이터에 속하며, 제품의 품질을 나타내는 이산적인 값입니다. 따라서, "부적합품의 수"는 계수치 데이터가 아니라서 정답이 아닙니다.
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60. 다음 중 품질관리시스템에 있어서 4M에 해당하지 않는 것은?

  1. Man
  2. Machine
  3. material
  4. Money
(정답률: 79%)
  • "Money"는 품질관리시스템에서 4M 중 하나가 아닙니다. 4M은 인력(Man), 기계(Machine), 재료(Material), 방법(Method)을 의미하며, 제품 또는 서비스의 품질을 유지하고 개선하기 위해 이 4가지를 관리하는 것이 중요합니다. "Money"는 비용이나 자금을 의미하며, 품질관리시스템에서는 중요하지만 4M에 해당하지 않습니다.
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