금속재료기능장 필기 기출문제복원 (2009-07-12)

금속재료기능장 2009-07-12 필기 기출문제 해설

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금속재료기능장
(2009-07-12 기출문제)

목록

1과목: 임의 구분

1. 진공열처리는 진공 중에서 제품을 열처리하는 것이다. 다음 중 1atm 과 다른 것은?

  1. 760Torr
  2. 2.1lb/ft2
  3. 760mmHg
  4. 1.01×105pa
(정답률: 88%)
  • 표준 대기압 $1\text{atm}$의 정의와 단위 환산 관계를 묻는 문제입니다.
    $$1\text{atm} = 760\text{Torr} = 760\text{mmHg} = 1.01325 \times 10^{5}\text{Pa}$$
    따라서 $2.1\text{lb/ft}^{2}$는 $1\text{atm}$의 값과 일치하지 않습니다.
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2. 압축된 가스가 급격한 단열 팽창을 하면 안개가 생기는 원리를 응용한 것으로 냉각제가 필요없는 노점분석기는?

  1. 노점 컵
  2. 냉각면법
  3. 안개상자
  4. 오르자트 분석기
(정답률: 84%)
  • 단열 팽창 시 온도가 급격히 낮아지며 수증기가 응결되어 안개가 발생하는 원리를 이용한 장치가 안개상자이며, 이를 통해 별도의 냉각제 없이 노점을 분석할 수 있습니다.
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3. 질화 처리에서 질화 경도의 향상에 가장 효과적인 원소는?

  1. W
  2. Mg
  3. Ni
  4. Al
(정답률: 71%)
  • 질화 처리 시 Al(알루미늄)을 첨가하면 질화물 층의 경도를 크게 향상시킬 수 있어 가장 효과적입니다.
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4. A3 또는 Acm 선보다 30~50℃ 높은 온도로 가열하여 일정한 시간을 유지한 후 오스테나이트 조직으로 한 다음 공기 중에서 냉각시켜 균일하고 표준화된 조직을 얻는 열처리 방법은?

  1. 어닐링
  2. 퀜칭
  3. 노멀라이징
  4. 템퍼링
(정답률: 81%)
  • 노멀라이징(정준화)은 $A_{3}$ 또는 $A_{cm}$ 선보다 $30 \sim 50^{\circ}C$ 높게 가열 후 공기 중에서 냉각시켜 결정립을 미세화하고 조직을 균일하게 표준화하는 열처리 방법입니다.
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5. 공구강을 열처리할 때 고려하여야 할 사항으로 틀린 것은?

  1. 담금질한 공구강은 반드시 3회 이상 노멀라이징 처리 한다.
  2. 게이지용으로 사용되는 제품은 심랭처리를 하여 시효변화를 줄이도록 한다.
  3. 담금질하기 전에 탄화물을 구상화하기 위한 풀림을 해야 한다.
  4. 공구강의 성능은 담금질이 좌우하기 때문에 시간담금질 또는 마퀜칭을 한다.
(정답률: 72%)
  • 공구강의 열처리 과정에서 담금질 후에는 잔류 오스테나이트를 제거하고 조직을 안정시키기 위해 뜨임(Tempering) 처리를 수행합니다. 노멀라이징은 일반적으로 담금질 전의 조직 균질화를 위해 수행하며, 담금질 후에 반드시 3회 이상 수행해야 한다는 규칙은 틀린 설명입니다.
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6. 구리합금에서 일어나는 시즌 균열(Season cracking)의 방지대책으로 틀린 것은?

  1. Zn 도금을 한다.
  2. 응력제거 어닐링을 한다.
  3. 암모니아 분위기에서 가열한다.
  4. Sn, Si 등을 첨가한다.
(정답률: 74%)
  • 시즌 균열은 황동 등의 구리합금이 암모니아 분위기에서 응력부식균열을 일으키는 현상입니다. 따라서 암모니아 분위기에서 가열하는 것은 균열을 촉진하는 행위이므로 방지대책으로 틀린 방법입니다.
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7. 현미경 조직시험에 사용되는 Al 및 Al 합금의 부식제와 Ni 및 Ni 합금의 부식제가 옳게 연결된 것은?

  1. Al 및 Al 합금의 부식제 : 왕수, Ni 및 Ni 합금의 부식제 : 나이탈용액
  2. Al 및 Al 합금의 부식제 : 염화제 2철 용액, Ni 및 Ni 합금의 부식제 : 피크린산 알콜 용액
  3. Al 및 Al 합금의 부식제 : 수산화나트륨, Ni 및 Ni 합금의 부식제 : 질산 아세트산 용액
  4. Al 및 Al 합금의 부식제 : 질산 용액, Ni 및 Ni 합금의 부식제 : 염산 용액
(정답률: 89%)
  • 금속 조직 시험 시 Al 및 Al 합금은 수산화나트륨($NaOH$) 용액을 사용하여 부식시키며, Ni 및 Ni 합금은 질산 아세트산 용액을 사용하여 조직을 관찰합니다.
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8. 다음 합금 중 초경합금이 아닌 것은?

  1. 위디아
  2. 탕갈로이
  3. 카볼로이
  4. 플래티나이트
(정답률: 89%)
  • 플래티나이트는 Ni을 약 $46\%$ 함유하며 백금선 대용의 전구 도입선에 사용되는 합금으로, 초경합금에 해당하지 않습니다.
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9. Si 는 주철에서 가장 중요한 성분 중의 하나이다. 이 때 Fe-C 계에 Si를 첨가하였을 때 상태도의 변화를 설명한 것으로 옳은 것은?

  1. 공정온도는 Si 증가에 따라 낮아진다.
  2. 공석온도는 Si 증가에 따라 낮아진다.
  3. 공정점은 Si 증가에 따라 저탄소층으로 이동한다.
  4. 오스테나이트에 대한 C 용해도는 Si 증가에 따라 증가한다.
(정답률: 51%)
  • Fe-C 계에 Si를 첨가하면 공정점과 공석점이 모두 저탄소 쪽으로 이동하며, 공정온도와 공석온도는 모두 상승하는 특성을 가집니다. 따라서 공정점은 Si 증가에 따라 저탄소층으로 이동한다는 설명이 옳습니다.

    오답 노트
    공정온도 및 공석온도: Si 증가 시 상승함
    C 용해도: Si는 C와 경쟁 관계이므로 오스테나이트 내 C 용해도는 감소함
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10. 단강품 중심부의 단면을 보면 주조시에 발생한 미세기공이 완전히 압착되지 않고 남아있는 다공성 기공이 있다. 이러한 결함을 찾아낼 수 있는 최적의 비파괴시험법은?

  1. 누설탐상시험
  2. 침투탐상시험
  3. 초음파탐상시험
  4. 자분탐상시험
(정답률: 83%)
  • 단강품 내부의 미세기공이나 다공성 기공과 같은 내부 결함을 검출하기 위해서는 재료 내부를 투과하여 반사되는 파동을 이용하는 초음파탐상시험이 가장 적합합니다.

    오답 노트
    누설탐상시험, 침투탐상시험, 자분탐상시험: 주로 표면이나 표면 근처의 결함을 찾는 방법이므로 내부 기공 검출에는 부적합합니다.
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11. LED(Light Emitting Diode) 재료의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 수명이 길다.
  2. 발열하지 않는다.
  3. On, Off 속도가 초당 10만회정도로 빠르다.
  4. 노랑에서 적색의 각종 발광을 하므로 소비 전력이 매우 크다.
(정답률: 87%)
  • LED는 반도체 소자를 이용하여 빛을 내는 장치로, 수명이 길고 응답 속도가 매우 빠르며 발열이 적고 소비 전력이 매우 낮다는 것이 핵심 장점입니다. 따라서 소비 전력이 매우 크다는 설명은 LED의 특성과 정반대되는 내용입니다.
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12. 고체금속에서 극히 저온인 경우 100% 규칙성을 나타낸다고 한다. 이 때의 규칙도(degree of order)는?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 1
  4. ∞
(정답률: 83%)
  • 규칙도(degree of order)는 원자들이 얼마나 규칙적으로 배열되었는지를 나타내는 척도입니다. 완전한 무질서 상태일 때는 $0$, $100\%$ 완전한 규칙성을 나타내는 상태일 때는 $1$의 값을 가집니다.
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13. 탄소강의 원소 중 고스트 라인(ghost line)을 형성하여 강재차괴의 원인이 되고, 상온취성을 일으키는 원소는?

  1. Si
  2. P
  3. Mn
  4. S
(정답률: 79%)
  • 인(P)은 강재에서 결정립계에 편석되어 고스트 라인을 형성하며, 상온에서 충격값이 저하되는 상온취성을 유발하는 대표적인 원소입니다.
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14. 자분탐상시험에서 시험체에 전극을 접촉시켜 통전함에 따라 자속을 발생시키는 방식이 아닌 것은?

  1. 축통전법
  2. 프로드법
  3. 직각통전법
  4. 전류관통법
(정답률: 63%)
  • 전류관통법은 시험체 내부에 도체를 관통시켜 자속을 발생시키는 방법으로, 시험체 표면에 전극을 직접 접촉시켜 통전하는 방식이 아닙니다.
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15. 용접부의 결함을 검사할 때 주로 많이 사용되는 비파괴검사법은?

  1. 방사선투과시험
  2. 설퍼프린트법
  3. 음향방출시험
  4. 와전류탐상시험
(정답률: 80%)
  • 방사선투과시험은 X-선이나 $\gamma$선을 이용하여 용접부 내부의 기공, 슬래그 혼입, 균열 등 내부 결함을 시각적으로 확인할 수 있어 용접부 검사에 가장 널리 사용됩니다.
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16. X-선 투과검사법으로 재료의 결함을 검사함에 있어 고려하여야 할 인자로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 금속의 두께
  2. X-선의 파장
  3. 투과하는 물체의 밀도
  4. 물체의 색깔
(정답률: 94%)
  • X-선 투과검사는 X-선의 투과력과 흡수 차이를 이용하여 내부 결함을 찾는 방법입니다. 투과력은 X-선의 파장, 물체의 두께 및 밀도에 의해 결정되므로 물체의 색깔은 검사 결과에 영향을 주지 않습니다.
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17. 다른 비파괴검사법과 비교한 음향방출검사법의 특성이 아닌 것은?

  1. 응력이 필요하다.
  2. 수신기만 접근하면 된다.
  3. 결함의 활동성을 검지한다.
  4. 시험결과의 재현이 가능하다.
(정답률: 65%)
  • 음향방출검사(AE)는 재료가 변형될 때 발생하는 탄성파를 검출하는 방식으로, 결함이 성장하거나 활동하는 상태를 실시간으로 감지하는 동적 검사법입니다. 하지만 발생한 신호는 일회성 이벤트이므로 동일한 조건에서 다시 발생시키기 어려워 시험결과의 재현이 불가능하다는 특징이 있습니다.
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18. SKH51의 경도값을 HRC64 이상을 요구할 때 담금질 및 뜨임의 온도로 옳은 것은?

  1. 담금질온도 : 500~550℃, 뜨임온도 : 300~350℃
  2. 담금질온도 : 800~850℃, 뜨임온도 : 100~150℃
  3. 담금질온도 : 1200~1240℃, 뜨임온도 : 540~570℃
  4. 담금질온도 : 1300~1340℃, 뜨임온도 : 580~620℃
(정답률: 77%)
  • 고속도공구강인 SKH51에서 $\text{HRC} 64$이상의 고경도를 얻기 위해서는 적절한 고온 담금질과 뜨임 공정이 필요합니다. 이에 맞는 표준 온도는 담금질온도 $1200 \sim 1240^{\circ}\text{C}$, 뜨임온도 $540 \sim 570^{\circ}\text{C}$입니다.
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19. 약 0.77% 탄소강을 일정온도에서 오스테나이트화한 후 약 300℃의 염욕에서 담금질하여 15분간 유지한 다음 수냉하였을 때 나타나는 조직으로 옳은 것은?

  1. 페라이트
  2. 시멘타이트
  3. 하부베이나이트
  4. 잔류오스테나이트
(정답률: 80%)
  • 공석강(약 0.77% C)을 오스테나이트화한 후 $300^{\circ}\text{C}$ 부근의 염욕에서 등온 유지하면 베이나이트 조직이 형성됩니다. 특히 $300^{\circ}\text{C}$ 정도의 낮은 온도 영역에서 형성되는 조직은 하부베이나이트입니다.
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20. A3 점의 변태를 강하시키고 A4점의 변태를 상승시켜 공석변태를 일으키는 원소는?

  1. Ni, Mn, W
  2. Cr, Mo, V
  3. C, N, Cu
  4. V, Ta, Zr
(정답률: 70%)
  • 탄소(C), 질소(N), 구리(Cu)와 같은 원소들은 강철의 변태 온도에 영향을 주어 $A_{3}$ 점은 낮추고 $A_{4}$ 점은 높임으로써 공석변태를 유도하는 특성을 가집니다.
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2과목: 임의 구분

21. 다음의 상태도를 보고 x조성의 액상(L)이 온도 T1인 H에 도달하였을 때 처음으로 정출하는 고용체로 옳은 것은?

  1. α고용체
  2. L+α고용체
  3. α+β고용체
  4. L+β고용체
(정답률: 64%)
  • 상태도에서 조성 $x$인 액상(L)이 냉각되어 온도 $T_1$의 점 H에 도달하면, 액상선(Liquidus line)과 처음 만나는 지점이므로 $\alpha$ 고용체가 처음으로 정출되기 시작합니다.
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22. 탄소강의 열처리시 나타나는 조직 중 용적변화가 가장 큰 조직은?

  1. 오스테나이트
  2. 페라이트
  3. 펄라이트
  4. 마텐자이트
(정답률: 75%)
  • 마텐자이트는 오스테나이트가 급랭될 때 확산 없이 변태되는 조직으로, 격자 구조가 FCC에서 BCT로 변하며 체적이 크게 팽창하여 내부 응력이 매우 높게 발생합니다.
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23. Ba 금속의 x, y, z 축 절편의 길이가 1, 2, 3 일 때 면의 밀러지수는?

  1. (1,2,3)
  2. (2,3,6)
  3. (6,3,2)
  4. (8,3,2)
(정답률: 83%)
  • 밀러지수는 각 축의 절편의 역수를 취한 후, 가장 작은 정수비로 나타낸 값입니다.
    ① [기본 공식] $ (h, k, l) = \frac{1}{a}, \frac{1}{b}, \frac{1}{c} \text{ (정수화)} $
    ② [숫자 대입] $ \frac{1}{1}, \frac{1}{2}, \frac{1}{3} \rightarrow 1, 0.5, 0.333 $
    ③ [최종 결과] $ (6, 3, 2) $
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24. 합금주철에서 첨가되는 원소에 대한 영향을 설명 한 것 중 틀린 것은?

  1. Ni은 흑연화를 돕고 탄화물의 생성을 저지하여 chill 방지에 효과적이다.
  2. Mo 는 주철의 인장강도 및 경도를 증가시키고 인성을 증가시키는 합금원소이다.
  3. Si 는 주철 중의 Fe3 분해를 방해하여 백선화하는 원소이다.
  4. V 은 가장 강력한 흑연화 방해원소이며, 복잡한 탄화물을 만든다.
(정답률: 51%)
  • Si는 주철에서 흑연화를 촉진하는 대표적인 원소로, 백선화를 방지하고 내식성을 향상시키는 역할을 합니다.

    오답 노트
    백선화하는 원소: Si는 흑연화를 촉진하므로 설명이 틀렸습니다.
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25. 내식성 알루미늄 합금에서 알루미늄에 다른 원소를 소량 첨가하였을 때 내식성은 거의 악화시키지 않고 강도를 개선하는 원소가 아닌 것은?

  1. Cu
  2. Mn
  3. Si
  4. Mg
(정답률: 65%)
  • 내식성 알루미늄 합금은 내식성을 유지하면서 강도를 높이기 위해 Mn, Mg, Si 등을 첨가합니다. 반면 Cu는 강도는 크게 향상시키지만, 알루미늄의 내식성을 현저히 저하시키는 원소입니다.
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26. 운반 작업장에서 사용하는 리프트(lift)용 와이어 로프의 안전 기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 로프가 꼬이지 않을 것
  2. 현저한 변형, 마모 부식 등이 없을 것
  3. 소선의 수가 25% 이상 절단되지 않을 것
  4. 지름의 감소가 공칭지름의 7%를 초과하지 않을 것
(정답률: 93%)
  • 와이어 로프의 안전 기준상, 한 꼬임에서 끊어진 소선의 수가 $10\%$이상일 경우 교체 또는 사용 제한 대상이 됩니다. 따라서 소선의 수가 $25\%$이상 절단되지 않을 것이라는 설명은 틀린 기준입니다.
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27. 열처리로의 온도 제어장치에서 온-오프의 시간비를 편차에 비례하도록 하여 온도를 제어하는 장치명은?

  1. 온-오프식 온도 제어 장치
  2. 비례 제어식 온도 제어 장치
  3. 정치 제어식 온도 제어 장치
  4. 프로그램 제어식 온도 제어 장치
(정답률: 90%)
  • 설정 온도와 현재 온도의 편차에 비례하여 온-오프 시간비를 조절함으로써 정밀하게 온도를 제어하는 방식은 비례 제어식 온도 제어 장치입니다.
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28. 다음 구리 및 구리합금에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구리에 아연이 25%를 넘으면 β 상이 나오므로 경도와 강도가 급증한다.
  2. 구리의 비중은 약 8.9정도이며, 결정격자는 조밀육방 격자를 갖는다.
  3. 구리 + 주석 합금을 청동이라 하며, 구리 + 아연합금을 황동이라 한다.
  4. 7:3황동에 2%Fe 과 소량의 Sn, Al 합금을 두라나 메탈(durana metal)이라고 한다.
(정답률: 70%)
  • 구리의 비중은 약 $8.9$가 맞으나, 결정격자는 조밀육방 격자가 아니라 면심입방격자(FCC) 구조를 가집니다.
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29. 제어시스템의 최종작업 목표가 아닌 것은?

  1. 공정상태의 확인
  2. 처리된 결과에 기초한 공정작업
  3. 간헐적 작업지시
  4. 공정상태에 따른 자료의 분석처리
(정답률: 87%)
  • 제어시스템은 공정 상태를 확인하고 분석하여 결과에 따라 지속적이고 체계적으로 작업을 수행하는 것이 목표이므로, 일시적이거나 불규칙한 간헐적 작업지시는 제어시스템의 최종 목표에 부합하지 않습니다.
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30. 신호 처리 방식에 의한 제어계의 분류 중 실제시간 관계된 신호에 의해서 제어가 행해지는 것은?

  1. 동기 제어계
  2. 비동기 제어계
  3. 논리 제어계
  4. 시퀀스 제어계
(정답률: 69%)
  • 실제 시간과 직접적으로 관계된 신호에 의해 제어가 이루어지는 방식은 동기 제어계입니다.
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31. 다음 중 경도시험에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기호 HB는 브리넬 경도를 나타낸다.
  2. 쇼어 경도계는 5mm, 10mm 의 지름을 갖는 압입자를 사용하며 시험하중은 3000kgf 이다.
  3. 로크웰 경도시험은 120° 다이아몬드 원추 또는 구형이 강구 압입체를 사용한다.
  4. 비커즈 경도는 꼭지각 136° 다이아몬드 4각추 압입자를 사용한다.
(정답률: 74%)
  • 쇼어 경도계는 압입자를 사용하는 방식이 아니라 다이아몬드 추의 반발 높이를 측정하는 반발 경도 시험법입니다. $5\text{mm}, 10\text{mm}$ 지름의 압입자와 $3000\text{kgf}$ 하중을 사용하는 것은 브리넬 경도 시험의 특징입니다.
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32. 다음 중 크리프에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 크리프 한도란 어떤 시간 후에 크리프가 정지하는 최대 응력 이다.
  2. 어떤 재료에 크리프가 생기는 요인은 온도, 하중, 시간 이다.
  3. 크리프 한도란 일정온도에서 어떤 시간 후에 크리프 속도가 1이 되는 응력이다.
  4. 철강 및 경합금 등은 약 250℃ 이상의 온도가 되었을 때 크리프현상이 나타난다.
(정답률: 78%)
  • 크리프 한도는 일정 온도에서 일정 시간 후에 변형이 더 이상 증가하지 않고 정지하는 최대 응력을 의미합니다. 크리프 속도가 $1$이 되는 응력이라는 설명은 잘못된 정의입니다.
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33. 철강에 합금원소를 첨가하면 일반적으로 나타나는 효과가 아닌 것은?

  1. 소성가공의 개선
  2. 결정립의 조대화에 따른 강인성 향상
  3. 합금원소에 의한 기지의 고용강화
  4. 변태속도의 변화에 따른 열처리효과 향상
(정답률: 75%)
  • 합금원소를 첨가하면 일반적으로 결정립을 미세화하여 강도와 강인성을 높입니다. 결정립이 조대화(커짐)되면 오히려 강도와 강인성이 저하되므로 틀린 설명입니다.
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34. 준안정 오스테나이트 영역에서 성형 가공한다는 의미로 인장강도 300kgf/mm2 급의 고강인성의 강을 얻는 열처리 방법은?

  1. 마퀜칭
  2. 오스포밍
  3. 마템퍼링
  4. 오스템퍼링
(정답률: 58%)
  • 준안정 오스테나이트 영역에서 성형 가공을 통해 고강인성의 강을 얻는 열처리 방법은 오스포밍입니다.

    오답 노트
    마퀜칭: $M_s$점 직상에서 등온 유지 후 공냉
    마템퍼링: $M_s$점과 $M_f$점 사이에서 변태 완료까지 유지 후 공냉
    오스템퍼링: $M_s$이상 $250 \sim 450^{\circ}C$ 염욕에서 항온 열처리 후 공냉
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35. 회주철에서 “Fe + Fe3C + Fe3P"의 3원 공정 조직을 무엇이라고 하는가?

  1. 스테다이트
  2. 스텔라이트
  3. 불스아이
  4. 트루스타이트
(정답률: 60%)
  • 회주철에서 인(P)이 포함되었을 때 나타나는 특수 조직에 대한 문제입니다.
    철($\text{Fe}$), 시멘타이트($\text{Fe}_{3}\text{C}$), 그리고 인화철($\text{Fe}_{3}\text{P}$)이 함께 나타나는 3원 공정 조직을 스테다이트(Steadite)라고 합니다.
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36. [그림]과 같이 시료의 온도 θ 와 변태하지 않는 중 성체의 온도 θ′ 와의 온도차(θ-θ′)의 관계를 구해서 변태점을 측정하는 방법은?

  1. X-선분석법
  2. 시차열분석법
  3. 전기저항법
  4. 열팽창법
(정답률: 78%)
  • 제시된 그래프는 시료의 온도 $\theta$와 기준 물질(중성체)의 온도 $\theta'$ 사이의 온도 차이($\theta - \theta'$)를 측정하여 상변화 시 발생하는 열량을 분석하는 방법입니다.
    이처럼 온도 차이를 통해 변태점과 열적 특성을 분석하는 방법은 시차열분석법(DTA)입니다.
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37. 피로시험에서 응력집중(stress concentration)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 형상계수는 α는 1보다 작다.
  2. 응력집중은 노치 형상에 민감하지 않고 재료의 종류에 따라 민감하다.
  3. 노치민감계수(η)의 식은 β-1/α-1으로 표현된다.
  4. 노치에 민감한 재료일수록 0 에, 노치에 둔한 재료일수록 1 에 접근한다.
(정답률: 68%)
  • 피로시험 시 응력집중과 노치 민감도에 관한 원리를 묻는 문제입니다.
    노치민감계수 $\eta$는 이론적 응력집중계수와 실제 응력집중계수의 차이를 이용하여 다음과 같이 정의합니다.
    $$\eta = \frac{\beta - 1}{\alpha - 1}$$

    오답 노트
    형상계수 $\alpha$: 응력집중이 발생하므로 항상 $1$보다 큽니다.
    노치민감도: 재료의 종류뿐만 아니라 노치의 형상(반경 등)에 매우 민감하게 반응합니다.
    민감도 값: 노치에 민감할수록 $1$에 접근하고, 둔감할수록 $0$에 접근합니다.
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38. 강의 경화능시험 방법(한쪽 끝 퀜칭 방법)에서 일반적으로 퀜칭단으로부터 취해진 처음 여덟개의 측정점 거리를 측정하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 5-10-15-20-25-30-35-40-45 인 5mm 간격으로 측정한다.
  2. 0-4-8-12-16-20-24-28 인 4mm 간격으로 측정한다.
  3. 1-47-10-13-16-19-21 인 3mm 간격으로 측정한다.
  4. 1.5-3-5-7-9-11-13-15 으로 측정하고 이 후에는 5mm 간격으로 측정한다.
(정답률: 81%)
  • 강의 경화능 시험(Jominy End Quench Test)에서 경도 측정 지점의 표준 간격에 대한 문제입니다.
    퀜칭단으로부터 처음 8개 지점은 $1.5, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15$mm 간격으로 정밀하게 측정하며, 그 이후부터는 $5$mm 간격으로 측정하는 것이 표준 방법입니다.
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39. [그림]과 같이 면심입방격자(FCC)로 된 A원자와 B원자의 규칙격자 원자배열에서 A와 B의 조성을 나타내는 것은?

  1. AB
  2. AB2
  3. A3B
  4. AB3
(정답률: 85%)
  • 면심입방격자(FCC) 구조에서 원자 수를 계산하여 조성을 결정합니다.
    A원자는 꼭짓점에 위치하며, 각 꼭짓점 원자는 8개의 단위 격자에 공유되므로 총 개수는 $8 \times \frac{1}{8} = 1$개입니다.
    B원자는 각 면의 중심에 위치하며, 각 면 중심 원자는 2개의 단위 격자에 공유되므로 총 개수는 $6 \times \frac{1}{2} = 3$개입니다.
    따라서 A와 B의 원자 수 비는 $1:3$이 되어 조성은 $AB_{3}$가 됩니다.
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40. 다음 중 단면수축률의 계산식으로 옳은 것은?

(정답률: 86%)
  • 단면수축률은 원래의 단면적과 파단된 후의 최소 단면적 차이를 원래 단면적으로 나눈 비율을 의미합니다.
    $$\frac{\text{원 단면적} - \text{파단부 단면적}}{\text{원 단면적}} \times 100\%$$
    따라서 정답은 입니다.
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3과목: 임의 구분

41. 현상처리되지 않은 필름이 저준위의 방사선에 조사되거나 습도나 온도가 높은 곳에 장시간 방치될 경우 나타나는 결과는?

  1. 뿌연 안개상이 나타난다.
  2. 녹색 반점이 생긴다.
  3. 백색 반점이 생긴다.
  4. 정전기 표시가 나타난다.
(정답률: 87%)
  • 현상처리되지 않은 필름이 저준위 방사선, 고온, 고습 환경에 노출되면 은 입자가 무작위로 형성되어 전체적으로 뿌연 안개상이 나타나는 포그(Fog) 현상이 발생합니다.
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42. 마텐자이트 변태에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 펄라이트나 베이나이트 변태와 같이 확산을 수반한다.
  2. 마텐자이트 변태를 하면 표면기복이 생긴다.
  3. 마텐자이트 조직은 모체인 오스테나이트 조성과 동일하다.
  4. 오스테나이트와 마텐자이트 사이에는 일정한 방위 관계가 있다.
(정답률: 64%)
  • 마텐자이트 변태는 원자의 확산 없이 격자 구조가 순식간에 변하는 무확산 변태입니다.

    오답 노트
    표면기복: 변태 시 부피 팽창으로 인해 발생
    조성: 확산이 없으므로 모체인 오스테나이트와 동일한 조성 유지
    방위 관계: 결정학적으로 일정한 방위 관계를 가짐
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43. 피로시험에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 지름이 크면 피로한도는 커진다.
  2. 노치가 있는 시험편의 피로한도는 작다.
  3. 표면이 거친 것이 고운 것보다 피로한도가 작아진다.
  4. 노치가 없을 때와 있을 때의 피로 한도비를 노치계수라 한다.
(정답률: 59%)
  • 피로한도는 시험편의 크기가 커질수록(지름이 굵어질수록) 내부 결함 존재 확률이 높아져 오히려 감소하는 경향이 있습니다.

    오답 노트
    노치가 있는 경우: 응력 집중으로 인해 피로한도 감소
    표면 거친 경우: 표면 결함이 응력 집중원으로 작용하여 피로한도 감소
    노치계수: 노치가 없을 때의 피로한도에 대한 노치가 있을 때의 피로한도 비
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44. 판재를 원판으로 뽑기 위해 하중 9400kgf를 가했을 때 전단응력은 약 몇 kgf/cm2인가? (단, 직경(d) = 30mm, 판재의 두께(t) = 2.8mm이다.)

  1. 2562
  2. 3562
  3. 4562
  4. 5562
(정답률: 73%)
  • 전단응력은 가해진 하중을 전단 면적(원주 길이 × 두께)으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\tau = \frac{P}{\pi d t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\tau = \frac{9400}{3.14 \times 3 \times 0.28}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\tau = 3562$$
    따라서 전단응력은 $3562 \text{ kgf/cm}^2$ 입니다.
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45. 다음 중 Cu - Pb 계로 고속, 고하중에 적합한 베어링용 합금의 명칭으로 옳은 것은?

  1. 크로멜
  2. 켈멧
  3. 슈퍼인바
  4. 백 메탈
(정답률: 84%)
  • Cu-Pb(구리-납) 계 합금으로 고속, 고하중 베어링에 적합한 합금은 켈멧입니다.
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46. Fick의 확산 제2법칙에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, D는 확산계수이며, 정수이다.)

  1. 으로 표시된다.
  2. 으로 표현된다.
  3. 용질원자의 농도가 시간에 따라 변하는 관계를 나타낸다.
  4. 확산에서의 물질의 흐름이 시간에 따라 변화하지 않는 상태를 정상 상태라 하며 dC/dt는 0 이다.
(정답률: 65%)
  • Fick의 확산 제2법칙은 시간에 따라 농도가 변하는 비정상 상태 확산을 다루며, 수식으로는 $$\frac{\partial C}{\partial t} = D \frac{\partial^2 C}{\partial x^2}$$ 로 표시됩니다. 즉, $$J = D \frac{dC}{dx}$$ 는 시간에 따라 농도 변화가 없는 정상 상태 확산을 나타내는 Fick의 제1법칙입니다.
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47. 오스테나이트계 스테인리스강을 500~800℃로 가열하면 부식되기 쉬워 입계부식이 발생한다. 이러한 부식을 방지하기 위한 대책으로 틀린 것은?

  1. 탄소량을 0.03% 이하로 유지한다.
  2. 1000~1150℃로 가열하여 탄화물을 고용시킨 후 급냉하는 고용화 열처리를 한다.
  3. C와의 친화력이 Cr보다 큰 Ti, Nb 또는 Ta을 첨가해서 안정화시킨다.
  4. 입계부식에 대한 감수성을 야기시키는 특정온도와 시간에서 예민화 열처리를 실행하여 입계와 입내를 활성태 = 부동태 전지가 형성되게 한다.
(정답률: 61%)
  • 입계부식을 방지하기 위해서는 크롬 탄화물의 석출을 막거나 제거해야 합니다. 예민화 열처리를 실행하여 입계와 입내를 활성태 = 부동태 전지가 형성되게 하는 것은 오히려 부식을 촉진하는 예민화 현상을 유도하는 것이므로 잘못된 대책입니다.
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48. 분말야금의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 절삭공정을 생략할 수 있다.
  2. 다공질의 금속재료를 만들 수 있다.
  3. 제조과정에서 용융점까지의 온도로 올려야 제조가 가능하다.
  4. 분말야금 제품으로는 filter 나 함유베어링 등이 있다.
(정답률: 84%)
  • 분말야금은 금속 분말을 압축한 후 용융점보다 낮은 온도에서 가열하는 소결 과정을 통해 제품을 제조하는 방식입니다. 따라서 제조과정에서 용융점까지의 온도로 올려야 제조가 가능하다는 설명은 틀린 것입니다.
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49. 와전류탐상검사의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 도체에만 적용이 가능하다.
  2. 시험체에 비접촉으로 탐상이 가능하다.
  3. 시험체의 표층부에 있는 결함 검출을 대상으로 한다.
  4. 고온 부위의 시험체에는 탐상이 불가능하고, 후처리가 필요하다.
(정답률: 73%)
  • 와전류탐상검사는 전자기 유도 원리를 이용하므로 도체에만 적용 가능하며 비접촉 표층 결함 검출에 유리합니다. 특히 고온 부위에서도 탐상이 가능하며, 별도의 후처리가 필요 없는 비파괴 검사법입니다.
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50. 용접품의 열처리로 널리 사용되는 응력제거 풀림의 처리 목적으로 틀린 것은?

  1. 잔류응력을 제거한다.
  2. 구조물의 치수가 안정화된다.
  3. 열영향부의 연성을 감소시킨다.
  4. 취성, 피로강도, 내식성을 개선할 수 있다.
(정답률: 72%)
  • 응력제거 풀림은 용접 후 발생하는 잔류응력을 제거하여 치수 안정성을 높이고 취성, 피로강도, 내식성을 개선하는 것이 목적입니다. 따라서 열영향부의 연성을 감소시키는 것이 아니라 오히려 회복시켜 연성을 개선합니다.
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51. 티타늄(Ti)과 티타늄 합금(Ti-6Al-4V 합금)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 티타늄의 비중은 약 4.45이고, 융점은 약 1680℃이다.
  2. 티타늄은 도전율이 낮은 특성을 갖는다.
  3. 소성변형에 대한 제약이 없어 내력/인장강도의 비가 0(zero)에 가깝다.
  4. 티타늄은 육방정 금속이며, 300℃ 부근의 온도구역에서 강도의 저하가 명백히 나타난다.
(정답률: 76%)
  • 티타늄은 항복점과 인장강도의 차이가 매우 적은 특성을 가지고 있어, 내력/인장강도의 비가 0이 아니라 1에 가깝게 나타납니다.
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52. 다음 중 고용체강화에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 용매원자와 용질원자 사이의 원자 크기의 차이가 적을수록 강화효과는 커진다.
  2. 일반적으로 용매원자의 격자에 용질원자가 고용되면 순금속보다 강한 합금이 되는 것이 고용체강화이다.
  3. 용질원자에 의한 응력장과 가동 전위의 응력장이 상호 작용을 하여 재료를 강화하는 방법이다.
  4. Cu-Ni합금에서 구리의 강도는 60%Ni이 첨가될 때 까지 증가되는 반면 니켈은 40%Cu가 첨가될 때 고용 체강화가 된다.
(정답률: 62%)
  • 고용체강화는 용매 원자와 용질 원자의 크기 차이로 인해 격자 왜곡이 발생하고, 이 응력장이 전위의 이동을 방해하여 강도가 높아지는 원리입니다. 따라서 원자 크기의 차이가 클수록 격자 왜곡이 심해져 강화 효과가 더 커집니다.
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53. 유압펌프의 흡입구에서 캐비테이션을 방지하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 흡입구의 양정을 1m 이하로 한다.
  2. 펌프의 운전속도에는 규정속도 이상으로 해서는 안된다.
  3. 오일탱크의 오일점도는 800cst 를 넘지 않도록 한다.
  4. 흡입관의 굵기는 유압 펌프 본체의 연결구 크기와 다른 것을 사용 한다.
(정답률: 83%)
  • 캐비테이션을 방지하기 위해서는 흡입 저항을 최소화해야 합니다. 따라서 흡입관의 굵기는 유압 펌프 본체의 연결구 크기와 동일하거나 더 큰 것을 사용하여 압력 손실을 줄여야 합니다.
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54. 시퀸스 제어 중 순서 제어가 확정된 검출 결과를 종합하여 제어명령의 실행을 결정하는 제어는?

  1. 조건 제어
  2. 시한 제어
  3. 순서 제어
  4. 프로세스 제어
(정답률: 56%)
  • 시퀀스 제어에서 검출 결과나 상태 등의 조건을 종합하여 다음 제어 명령의 실행 여부를 결정하는 것을 조건 제어라고 합니다.
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55. 관리도에서 관리상한이 22.15, 관리하한이 6.85, =7.5 일 때 시료군의 크기(n)는 얼마인가? (단, n=2 일 때 A2=1.88, n=3 일 때 A2=1.02, n=4일 때 A2=0.73, n=5 일 때 A2 =0.58 이다.)

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 58%)
  • $\bar{X}$ 관리도의 관리한계선 공식을 이용하여 시료군의 크기 $n$을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$UCL = \bar{\bar{X}} + A_{2}\bar{R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$22.15 = 14.5 + A_{2} \times 7.5$$
    ※ $\bar{\bar{X}}$는 관리상한과 관리하한의 평균인 $\frac{22.15 + 6.85}{2} = 14.5$ 입니다.
    $$A_{2} = \frac{22.15 - 14.5}{7.5} = \frac{7.65}{7.5} = 1.02$$
    ③ [최종 결과]
    $$A_{2} = 1.02 \text{ 이므로 } n = 3$$
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56. 200개 들이 상자가 15개 있다. 각 상자로부터 제품을 랜덤하게 10개씩 샘플링할 경우, 이러한 샘플링 방법을 무엇이라 하는가?

  1. 계통 샘플링
  2. 취락 샘플링
  3. 층별 샘플링
  4. 2단계 샘플링
(정답률: 76%)
  • 전체 모집단을 상자라는 서로 겹치지 않는 층(Stratum)으로 나누고, 각 층에서 무작위로 샘플을 추출하는 방식이므로 층별 샘플링에 해당합니다.
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57. 어떤 측정법으로 동일 시료를 무한횟수 측정하였을 때 데이터 분포의 평균치와 모집단 참값과의 차를 무엇이라 하는가?

  1. 편차
  2. 신뢰성
  3. 정확성
  4. 정밀도
(정답률: 78%)
  • 측정 데이터의 평균치와 모집단의 참값 사이의 차이를 정확성이라고 합니다.

    오답 노트
    신뢰성: 데이터를 얼마나 믿을 수 있는가의 정도
    정밀도: 동일 시료 측정 시 데이터들이 모여 있는 산포의 크기
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58. 다음 중 신제품에 대한 수요예측방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 시장조사법
  2. 이동평균법
  3. 지수평활법
  4. 최소자승법
(정답률: 87%)
  • 신제품은 과거의 데이터가 존재하지 않으므로, 이동평균법이나 지수평활법 같은 시계열 분석법을 사용할 수 없습니다. 따라서 소비자 설문이나 전문가 의견을 듣는 시장조사법이 가장 적절합니다.
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59. ASME(American Society of Mechanical Engineers)에서 정의하고 있는 제품공정 분석표에 사용되는 기호 중 “저장(Storage)”을 표현한 것은?

  1. ○
  2. D
  3. □
  4. ▽
(정답률: 79%)
  • ASME 제품공정 분석표 기호 표준에 따라 저장(Storage)은 역삼각형 기호인 ▽로 표시합니다.
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60. 다음 중 사내표준을 작성할 때 갖추어야 할 요건으로 옳지 않은 것은?

  1. 내용이 구체적이고 주관적일 것
  2. 장기적 방침 및 체계 하에서 추진할 것
  3. 작업표준에는 수단 및 행동을 직접 제시할 것
  4. 당사자에게 의견을 말하는 기회를 부여하는 절차로 정할 것
(정답률: 80%)
  • 사내표준은 누구나 동일하게 해석하고 적용할 수 있도록 내용이 구체적이고 객관적이어야 합니다. 주관적인 내용은 표준으로서의 기능을 상실하게 하므로 옳지 않습니다.
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