금속재료기능장 필기 기출문제복원 (2009-07-12)

금속재료기능장
(2009-07-12 기출문제)

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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: 76%)
  • 1atm은 대기압을 의미하며, 다른 보기들은 대기압과 다른 단위로 압력을 표현한 것이다. 760Torr은 대기압과 같은 압력이고, 760mmHg은 수은기압과 같은 압력이며, 1.01×105pa는 파스칼 단위로 압력을 표현한 것이다. 하지만 2.1lb/ft2은 압력을 파운드/평방피트로 표현한 것으로, 다른 보기들과는 단위가 다르기 때문에 대기압과 다른 것이다.
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2. 압축된 가스가 급격한 단열 팽창을 하면 안개가 생기는 우너리를 응용한 것으로 냉각제가 필요없는 노점분석기는?

  1. 노점 컵
  2. 냉각면법
  3. 안개상자
  4. 오르자트 분석기
(정답률: 79%)
  • 안개상자는 압축된 가스를 급격하게 팽창시켜서 냉각하는 것이 아니라, 단열 팽창을 통해 가스 자체를 냉각시키는 방식으로 작동합니다. 이를 통해 냉각제가 필요하지 않으며, 노점분석기에서 사용됩니다. 따라서 "안개상자"가 정답입니다.
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3. 질화 처리에서 질화 경도의 향상에 가장 효과적인 원소는?

  1. W
  2. Mg
  3. Ni
  4. Al
(정답률: 59%)
  • 알루미늄(Al)은 질화 처리에서 질화 경도를 향상시키는 가장 효과적인 원소 중 하나입니다. 이는 알루미늄이 질화체 구조에 존재하는 질소 원자와 결합하여 질화체의 결정 구조를 강화시키기 때문입니다. 또한, 알루미늄은 질화 처리 과정에서 산화되지 않고 안정적인 상태를 유지할 수 있어서 처리 과정에서의 안정성을 높일 수 있습니다.
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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: 66%)
  • 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 노멀라이징입니다. 이는 주로 강철의 경도를 낮추고 인성을 높이기 위해 사용됩니다. 노멀라이징은 강철의 조직을 균일하게 만들어주고, 내부 응력을 제거하여 가공성을 향상시키는 효과가 있습니다. 또한, 강도와 인성을 균형있게 유지할 수 있도록 도와줍니다.
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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: 69%)
  • "담금질한 공구강은 반드시 3회 이상 노멀라이징 처리 한다."이 틀린 것입니다. 담금질한 공구강은 노멀라이징 처리를 한 번만 해도 충분합니다. 이유는 담금질 과정에서 이미 조직이 세밀해졌기 때문에 추가적인 노멀라이징 처리는 필요하지 않습니다.
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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: 71%)
  • 암모니아 분위기에서 가열하는 것은 오히려 시즌 균열을 유발할 수 있으므로 틀린 것입니다. 암모니아 분위기에서 가열하면 구리합금 표면에 질소가 침투하여 합금 내부에서 약한 질소화합물을 형성하게 되는데, 이것이 시즌 균열을 유발하는 원인 중 하나입니다. 따라서 시즌 균열 방지를 위해서는 Zn 도금, 응력제거 어닐링, Sn, Si 등을 첨가하는 등의 방법을 사용해야 합니다.
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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: 84%)
  • Al 및 Al 합금은 수산화나트륨을 부식제로 사용하며, 이는 알루미늄의 표면을 부식시키는데 효과적입니다. 반면에 Ni 및 Ni 합금은 질산 아세트산 용액을 부식제로 사용하며, 이는 니켈의 표면을 부식시키는데 효과적입니다. 따라서, "Al 및 Al 합금의 부식제 : 수산화나트륨, Ni 및 Ni 합금의 부식제 : 질산 아세트산 용액"이 옳은 연결입니다.
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8. 다음 합금 중 초경합금이 아닌 것은?

  1. 위디아
  2. 탕갈로이
  3. 카볼로이
  4. 플래티나이트
(정답률: 89%)
  • 플래티나이트는 초경합금이 아닙니다. 초경합금은 주로 니켈, 크롬, 코발트 등의 금속과 함께 티타늄, 알루미늄 등의 경량 원소를 혼합하여 만들어지는 합금으로, 고강도, 내식성, 내열성 등의 우수한 물성을 가지고 있습니다. 하지만 플래티나이트는 주로 플래티늄과 금속 원소들로 이루어진 합금으로, 초경합금의 조건을 충족하지 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: 53%)
  • Fe-C 계에 Si를 첨가하면, Si는 Fe-C 계에서 공석을 형성하게 되어 공정점이 낮아지게 된다. 이는 Si가 공석을 형성하는데 필요한 에너지가 낮기 때문이다. 또한, Si는 탄소보다 공석에 더 쉽게 들어가기 때문에, Si가 증가하면 탄소는 저탄소층으로 이동하게 된다. 따라서, 공정점은 Si 증가에 따라 저탄소층으로 이동한다.
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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: 74%)
  • 초음파탐상시험은 초음파를 이용하여 물체 내부의 결함을 탐지하는 비파괴시험법 중 하나입니다. 단강품의 경우, 주조시에 발생한 미세기공이 완전히 압착되지 않고 남아있는 다공성 기공이 있을 수 있습니다. 이러한 기공은 초음파를 통해 탐지할 수 있습니다. 초음파는 기공 내부에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 기공의 크기와 위치를 파악할 수 있습니다. 따라서, 단강품의 결함을 찾아낼 수 있는 최적의 비파괴시험법은 초음파탐상시험입니다.
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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: 86%)
  • LED 재료는 노랑에서 적색의 각종 발광을 하므로 소비 전력이 매우 크다는 것은 틀린 설명입니다. LED는 발광 시에 소비 전력이 적고, 에너지 효율이 높은 특징이 있습니다.
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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
(정답률: 78%)
  • 고체금속에서 극히 저온인 경우, 원자들이 서로 가까이 모여 결합하면서 규칙적인 배열을 이루게 된다. 이러한 규칙적인 배열은 최대한 밀도를 높이기 위한 구조이며, 이 때의 규칙도는 1에 가깝게 된다. 따라서 정답은 "1"이다.
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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: 74%)
  • 고스트 라인은 탄소강에서 탄소 함량이 일정 수준 이상인 경우 발생합니다. 이 때, 고스트 라인은 탄소와 결합하여 형성되는데, 이 과정에서 인(P)이 함유된 경우 상온취성을 일으키는 원인이 됩니다. 따라서 정답은 "P"입니다.
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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: 47%)
  • 전류관통법은 시험체에 전극을 접촉시키지 않고, 시험체 주변에 코일을 놓고 외부 전류를 인가하여 시험체 내부에 자속을 발생시키는 방식입니다. 따라서 시험체에 직접 전극을 접촉시키는 방식이 아니므로 전류관통법은 제외됩니다.
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15. 용접부의 결함을 검사할 때 주로 많이 사용되는 비파괴검사법은?

  1. 방사선투과시험
  2. 설퍼프린트법
  3. 음향방출시험
  4. 와전류탐상시험
(정답률: 79%)
  • 용접부의 결함을 검사할 때 주로 많이 사용되는 비파괴검사법은 방사선투과시험입니다. 이는 용접부에 X선이나 감마선을 투과시켜 결함을 검출하는 방법으로, 용접부의 내부 결함을 정밀하게 파악할 수 있습니다. 또한, 비교적 빠르고 정확한 검사가 가능하며, 검사 결과를 쉽게 기록할 수 있어 유용합니다.
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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: 88%)
  • X-선은 물체를 투과할 때, 물체의 밀도와 두께에 따라 흡수되는 양이 달라집니다. 따라서 금속의 두께와 X-선의 파장, 투과하는 물체의 밀도는 X-선 투과검사법에서 고려해야 할 중요한 인자입니다. 하지만 물체의 색깔은 X-선과는 관련이 없는 요소이기 때문에, 가장 거리가 먼 인자입니다.
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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: 60%)
  • 시험결과의 재현이 가능하다는 것은, 동일한 조건에서 시험을 반복하면 결과가 일관되게 나타난다는 것을 의미합니다. 이는 검사 결과의 신뢰성을 높이는 중요한 요소입니다. 따라서 응력이 필요하다, 수신기만 접근하면 된다, 결함의 활동성을 검지한다는 것은 모두 음향방출검사법의 특성이며, 시험결과의 재현성과는 직접적인 연관성이 없습니다.
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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: 73%)
  • SKH51은 고속도공구용 강재로, 경도값이 높아야 하므로 담금질 및 뜨임 공정에서도 높은 온도가 요구됩니다. 담금질 온도가 높을수록 강재 내부의 조직이 고르게 변화하며, 뜨임 온도가 높을수록 강재의 경도가 높아집니다. 따라서, SKH51의 경도값을 HRC64 이상을 요구할 때는 담금질온도 : 1200~1240℃, 뜨임온도 : 540~570℃가 적합합니다.
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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: 67%)
  • 약 0.77% 탄소강을 일정온도에서 오스테나이트화하고 염화처리를 한 후 담금질하면, 잔류오스테나이트가 발생합니다. 이후 수냉하면서 잔류오스테나이트가 변태하여 하부베이나이트가 형성됩니다. 따라서 정답은 "하부베이나이트"입니다.
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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: 57%)
  • 공석변태란 결정 격자 내부에서 원자나 이온이 결합을 끊고 빈 자리를 만들어내는 현상을 말합니다. 이를 일으키는 원소는 일반적으로 격자 내부에 존재하는 다른 원소보다 더 큰 원자 반지름을 가지고 있어서 격자 내부에서 더 큰 자리를 차지할 수 있기 때문입니다.

    따라서 A3 점의 변태를 강하게 하기 위해서는 A3 점 근처에 위치한 원소 중에서 반지름이 큰 원소를 선택해야 합니다. 이에 대해 보기를 살펴보면, "Ni, Mn, W"은 반지름이 큰 원소가 아니므로 공석변태를 일으키기에는 적합하지 않습니다. "Cr, Mo, V"는 반지름이 큰 원소 중에서는 V가 가장 크지만, A3 점과의 거리가 멀어서 공석변태를 일으키기에는 적합하지 않습니다. "V, Ta, Zr"은 V가 반지름이 큰 원소이지만, A3 점과의 거리가 멀어서 공석변태를 일으키기에는 적합하지 않습니다.

    따라서 정답은 "C, N, Cu"입니다. C와 N은 반지름이 큰 원소이며, Cu는 A4 점의 변태를 상승시키기 위해 선택된 원소입니다.
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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: 55%)
  • x조성의 액상(L)이 온도 T1인 H에 도달하였을 때, x조성은 냉각되면서 고체로 변화하게 된다. 이때, x조성의 구성 성분은 A와 B로 이루어져 있으며, A와 B의 비율에 따라 다양한 고체 상태가 형성된다.

    상태도를 보면, T1에서 x조성이 처음으로 정출하는 고용체는 α고용체이다. 이는 A와 B의 비율이 일정한 상태로 고체가 형성되는 영역으로, T1에서 x조성의 구성 성분 비율이 α고용체와 일치하기 때문이다.

    따라서, 정답은 "α고용체"이다.
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22. 탄소강의 열처리시 나타나는 조직 중 용적변화가 가장 큰 조직은?

  1. 오스테나이트
  2. 페라이트
  3. 펄라이트
  4. 마텐자이트
(정답률: 74%)
  • 마텐자이트는 탄소강의 열처리 중 가장 경도가 높은 조직으로, 용적변화가 가장 큽니다. 이는 탄소강이 가열되어 오스테나이트 상태에서 냉각되면서 발생하는 변화로, 빠른 냉각 속도로 인해 탄소 원자가 고체 용해 상태에서 고체 상태로 변화하면서 발생합니다. 이러한 과정에서 마르텐사이트의 결정 구조는 매우 밀도가 높아지며, 이로 인해 경도가 높아지게 됩니다.
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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: 82%)
  • 면의 밀러지수는 각 축 절편의 역수의 합으로 구할 수 있습니다. 따라서 Ba 금속의 면의 밀러지수는 다음과 같이 계산됩니다.

    면의 밀러지수 = 1/1 + 1/2 + 1/3 = 6/6 = 1

    따라서 보기에서 정답이 "(6,3,2)" 인 이유는 해당 축 절편의 역수의 합이 1이 되기 때문입니다. 예를 들어 x 축 절편의 길이가 6이라면, y 축 절편의 길이는 3, z 축 절편의 길이는 2가 되어야 합니다. 이때 각 축 절편의 역수를 더하면 1이 되므로, 면의 밀러지수가 1이 됩니다.
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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: 38%)
  • Si는 주철 중의 Fe3C 분해를 방해하여 백선화하는 원소가 아니라, 오히려 Fe3C의 생성을 촉진시켜 백선화를 방지하는 원소입니다. 따라서 정답은 "Si 는 주철 중의 Fe3C 분해를 방해하여 백선화하는 원소이다."입니다.
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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: 54%)
  • Cu는 내식성을 개선하는 원소가 아니라서 정답입니다. Cu는 오히려 알루미늄 합금의 내식성을 악화시킬 수 있습니다. Mn, Si, Mg는 알루미늄 합금에서 강도를 개선하고 내식성을 유지하는 데 도움이 되는 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: 87%)
  • "소선의 수가 25% 이상 절단되지 않을 것"이 틀린 것입니다. 와이어 로프는 여러 개의 소선으로 이루어져 있으며, 이 소선들이 꼬여서 하나의 로프를 이룹니다. 따라서 소선의 수가 25% 이상 절단되어도 로프 전체의 안전성에 지장을 주지 않을 수 있습니다. 다른 보기들은 로프의 안전성을 유지하기 위한 중요한 기준들입니다.
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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: 93%)
  • 비례 제어식 온도 제어 장치는 온-오프식 온도 제어 장치와 달리, 온도 편차에 비례하여 제어를 하기 때문에 더욱 정확한 온도 제어가 가능합니다. 따라서, 이 문제에서는 비례 제어식 온도 제어 장치가 정답입니다.
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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: 46%)
  • "구리에 아연이 25%를 넘으면 β 상이 나오므로 경도와 강도가 급증한다."가 틀린 설명입니다. 실제로는 구리에 아연이 25%를 넘으면 β 상이 나와 경도와 강도가 증가하지만, 일정 비율 이상으로 넘어가면 오히려 불순물이 생기면서 경도와 강도가 감소하는 현상이 나타납니다.

    구리의 비중이 약 8.9정도인 이유는 구리의 원자량이 상대적으로 작기 때문입니다. 또한, 결정격자가 조밀육방 격자를 갖는 이유는 구리의 결정구조가 이러한 형태를 띄기 때문입니다.
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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%)
  • 제어시스템의 목표는 공정상태의 확인, 처리된 결과에 기초한 공정작업, 공정상태에 따른 자료의 분석처리 등을 포함합니다. 그러나 간헐적 작업지시는 제어시스템의 최종작업 목표가 아닙니다. 간헐적 작업지시는 일반적으로 생산계획 및 생산관리 시스템에서 수행되는 작업으로, 제어시스템과는 별개의 작업입니다. 따라서 간헐적 작업지시는 제어시스템의 최종작업 목표가 아닙니다.
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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: 65%)
  • 동기 제어계는 실제시간 관계된 신호에 의해서 제어가 이루어지기 때문입니다. 즉, 입력 신호와 출력 신호가 동시에 발생하며, 입력 신호의 변화에 따라 즉시 출력 신호가 변화합니다. 이에 반해 비동기 제어계는 입력 신호와 출력 신호가 독립적으로 발생하며, 입력 신호의 변화에 따라 출력 신호가 변화하는데 일정 시간이 소요됩니다. 논리 제어계는 디지털 논리 회로를 이용하여 제어를 수행하며, 시퀀스 제어계는 입력 신호의 순서에 따라 제어를 수행합니다.
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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: 75%)
  • 쇼어 경도계는 5mm, 10mm의 지름을 갖는 압입자를 사용하며 시험하중은 3000kgf 이 아니라, 1kgf 또는 5kgf를 사용한다.
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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: 68%)
  • "크리프 한도란 어떤 시간 후에 크리프가 정지하는 최대 응력 이다."가 틀린 설명입니다. 크리프 한도는 일정온도에서 어떤 시간 후에 크리프 속도가 1이 되는 응력을 말합니다. 이는 재료의 크리프 현상을 예측하고 재료의 안전성을 평가하는 데 중요한 지표입니다.
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33. 철강에 합금원소를 첨가하면 일반적으로 나타나는 효과가 아닌 것은?

  1. 소성가곡의 개선
  2. 결정립의 조대화에 따른 강인성 향상
  3. 합금원소에 의한 기지의 고용강화
  4. 변태속도의 변화에 따른 열처리효과 향상
(정답률: 75%)
  • 결정립의 조대화는 합금원소가 철강 내부에서 결정체를 형성하게 만들어 강도와 강인성을 향상시키는 효과를 가지지만, 다른 보기들은 모두 합금원소 첨가로 인해 나타나는 일반적인 효과입니다.
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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: 36%)
  • 준안정 오스테나이트 영역에서 성형 가공하고, 이후 빠르게 냉각하여 오스테나이트 상태를 유지하면서 미세한 마르텐사이트를 형성하는 열처리 방법이 오스포밍입니다. 이 방법으로 인해 고강인성의 강을 얻을 수 있습니다.
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35. 회주철에서 “Fe + Fe3C + Fe3P"의 3원 공정 조직을 무엇이라고 하는가?

  1. 스테다이트
  2. 스텔라이트
  3. 불스아이
  4. 트루스타이트
(정답률: 50%)
  • "스테다이트"는 철과 탄소, 인으로 이루어진 3원 공정 조직을 말합니다. 이는 철과 탄소가 혼합되어 Fe3C를 형성하고, 이 Fe3C와 인이 반응하여 Fe3P가 생성되는 과정입니다. 따라서 "스테다이트"가 정답입니다.
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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: 82%)
  • 그림에서 보이듯이 시료와 중성체의 온도차가 변태점에서 가장 크게 나타나는데, 이를 이용하여 변태점을 측정하는 방법이 시차열분석법입니다. 시차열분석법은 시료와 중성체를 각각 동일한 조건에서 가열하면서 그 온도차를 측정하여 변태점을 파악하는 방법으로, 시료의 물성 변화를 분석하는데 많이 사용됩니다. 따라서 정답은 "시차열분석법"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: 52%)
  • 정답은 "응력집중은 노치 형상에 민감하지 않고 재료의 종류에 따라 민감하다."입니다.

    노치민감계수(η)의 식은 β-1/α-1으로 표현되는데, 이는 노치의 형상계수(α)가 작을수록 노치민감계수가 작아지고, 노치의 뾰족한 정도를 나타내는 뾰족계수(β)가 작을수록 노치민감계수가 커지기 때문입니다. 따라서 노치에 민감한 재료일수록 노치민감계수는 작아지고, 노치에 둔한 재료일수록 노치민감계수는 커지게 됩니다.
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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. 1.5-3-5-7-977-13-15 으로 측정하고 이 후에는 5mm 간격으로 측정한다.
(정답률: 73%)
  • 강의 경화능시험 방법에서는 한쪽 끝 퀜칭 방법을 사용하여 측정을 진행합니다. 이 방법에서는 처음 여덟개의 측정점 거리를 측정하는데, 이는 퀜칭단으로부터 일정한 간격으로 측정을 진행하기 위함입니다.

    따라서, 보기 중에서는 "1.5-3-5-7-977-13-15 으로 측정하고 이 후에는 5mm 간격으로 측정한다."가 옳은 답입니다. 이 방법은 처음에는 1.5mm 간격으로 측정을 시작하여, 3mm, 5mm, 7mm, 977mm, 13mm, 15mm까지 측정을 진행합니다. 이후에는 5mm 간격으로 측정을 이어나가게 됩니다.

    이 방법은 처음에는 높은 정밀도를 요구하는 구간에서 측정 간격을 작게 가져가면서, 이후에는 측정 간격을 크게 가져가면서 시간과 노력을 절약할 수 있는 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: 86%)
  • 위 그림에서 A와 B 원자가 번갈아가며 위치하고 있으며, 한 층에 A나 B 원자가 최대한 많이 위치할 수 있는 경우는 A-B-A-B-A-B와 같이 된다. 이때, A와 B의 비율을 보면 A:B = 1:3 이므로, B 원자가 A 원자보다 3배 많이 위치하게 된다. 따라서, A와 B의 조성은 AB3이 된다.
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40. 다음 중 단면수축률의 계산식으로 옳은 것은?

(정답률: 64%)
  • 정답은 "" 입니다.

    단면수축률은 (원래 단면적 - 수축 후 단면적) / 원래 단면적 으로 계산됩니다. 따라서 보기 중 첫 번째 식이 이 계산식을 올바르게 나타내고 있습니다.
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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: 74%)
  • 현상처리되지 않은 필름이 저준위의 방사선에 조사되거나 습도나 온도가 높은 곳에 장시간 방치될 경우 필름 표면에 물방울이 생기고, 필름 내부에 물기가 스며들어 뿌연 안개상이 나타납니다. 이는 필름의 이미지 품질을 저하시키는 결과를 가져옵니다.
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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: 42%)
  • "펄라이트나 베이나이트 변태와 같이 확산을 수반한다."가 틀린 것입니다. 마텐자이트 변태는 확산과는 관련이 없으며, 단순히 냉각속도가 빠른 조건에서 오스테나이트가 변태하여 형성됩니다.
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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: 53%)
  • "표면이 거친 것이 고운 것보다 피로한도가 작아진다."는 틀린 설명입니다. 오히려 표면이 거친 경우 마찰력이 높아져 피로한도가 높아집니다.

    "지름이 크면 피로한도는 커진다."는 옳은 설명입니다. 지름이 크면 시험편의 단면적이 커지기 때문에 피로가 분산되어 피로한도가 커집니다.

    "노치가 있는 시험편의 피로한도는 작다."는 옳은 설명입니다. 노치가 있는 경우 응력이 집중되어 피로한도가 작아집니다.

    "노치가 없을 때와 있을 때의 피로 한도비를 노치계수라 한다."는 옳은 설명입니다. 노치가 있는 경우와 없는 경우의 피로한도를 비교할 때 사용하는 계수를 노치계수라고 합니다.
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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: 59%)
  • 전단응력은 τ = F/A 로 계산할 수 있다. 여기서 F는 하중, A는 단면적이다.

    판재의 단면적은 πr^2 = π(d/2)^2 이고, 여기서 d는 직경이므로 d/2 = 15mm 이다.

    따라서 A = π(15mm)^2 = 706.86mm^2 이다.

    하중은 9400kgf 이므로,

    τ = F/A = 9400kgf / 706.86mm^2 = 13.3kgf/mm^2 = 1332kgf/cm^2

    하지만 이는 mm^2와 cm^2를 혼용한 단위이므로,

    τ = 1332kgf/cm^2 × 0.1(cm/mm)^2 = 133.2kgf/mm^2 = 3562kgf/cm^2

    따라서 정답은 "3562" 이다.
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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: 67%)
  • 정답은 "켈멧"입니다.

    켈멧 합금은 Cu-Pb 계 합금으로, 고속, 고하중에서 사용되는 베어링용 합금입니다. 이는 Cu와 Pb의 고유한 물성을 이용하여 내마모성과 내식성이 뛰어나며, 고속 회전 시 발생하는 열을 효과적으로 분산시켜 베어링의 수명을 연장시킵니다. 또한, 켈멧 합금은 연성이 높아 가공이 용이하며, 저온에서도 우수한 성능을 발휘합니다. 따라서, 고속, 고하중에서 사용되는 베어링용 합금으로 적합합니다.
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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: 55%)
  • "으로 표현된다."가 틀린 것이다. Fick의 확산 제2법칙은 "으로 표시된다."는 것이 옳다. 이유는 제2법칙은 물질의 농도가 시간에 따라 변하는 관계를 나타내는데, 이를 수식으로 나타내면 dC/dt = D(d^2C/dx^2)이다. 따라서 "으로 표시된다."가 맞다.
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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: 58%)
  • 1000~1150℃로 가열하여 탄화물을 고용시킨 후 급냉하는 고용화 열처리를 한다.이것은 마르텐사이트강을 만드는 과정이며, 오스테나이트계 스테인리스강에서는 적용되지 않는다. 따라서 이것이 틀린 것이다.

    입계부식에 대한 감수성을 야기시키는 특정온도와 시간에서 예민화 열처리를 실행하여 입계와 입내를 활성태 = 부동태 전지가 형성되게 한다는 것은 입계부식을 예방하기 위한 대표적인 방법 중 하나이다. 이는 스테인리스강 내부의 화학적 구성을 일정한 온도와 시간에 노출시켜서 입계부식에 대한 감수성을 줄이는 것이다. 이를 통해 입계와 입내를 활성태 = 부동태 전지가 형성되게 하여 부식을 예방할 수 있다.
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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: 72%)
  • "제조과정에서 용융점까지의 온도로 올려야 제조가 가능하다."라는 설명이 틀린 것입니다. 분말야금은 용융점까지의 온도로 올리지 않고도 제조가 가능합니다. 이유는 분말야금은 분말 상태로 제조되기 때문에 용융점까지의 온도로 올리지 않아도 됩니다.
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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: 64%)
  • 고온 부위의 시험체에는 탐상이 불가능하고, 후처리가 필요한 이유는 와전류탐상검사는 전기적인 원리를 이용하여 결함을 검출하는데, 고온 부위에서는 전기적인 특성이 변화하기 때문입니다. 따라서 고온 부위에서는 탐상이 불가능하며, 후처리를 통해 시험체를 냉각시켜야만 검사가 가능합니다.
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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: 74%)
  • 응력제거 풀림 처리는 잔류응력을 제거하고 구조물의 치수를 안정화시키는 것이 목적입니다. 그러나 열영향부의 연성을 감소시키는 것은 오히려 원하지 않는 결과입니다. 따라서 "열영향부의 연성을 감소시킨다."가 틀린 것입니다.
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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: 61%)
  • "소성변형에 대한 제약이 없어 내력/인장강도의 비가 0(zero)에 가깝다."가 틀린 설명입니다.

    티타늄과 티타늄 합금은 고강도, 경량화, 내식성 등의 우수한 물성으로 인해 항공우주 산업 등에서 널리 사용됩니다.

    하지만 티타늄은 도전율이 낮아 전기적으로는 좋지 않은 특성을 갖고 있습니다. 또한, 300℃ 부근의 온도구역에서는 강도의 저하가 나타납니다.

    하지만 "소성변형에 대한 제약이 없어 내력/인장강도의 비가 0(zero)에 가깝다."는 잘못된 설명입니다. 소성변형은 금속을 가공할 때 발생하는 변형 중 하나로, 금속의 내력과 인장강도에 영향을 미칩니다. 따라서 소성변형에 대한 제약이 없는 것은 내력/인장강도가 높다는 것을 의미합니다.
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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: 55%)
  • "용매원자와 용질원자 사이의 원자 크기의 차이가 적을수록 강화효과는 커진다."가 틀린 설명입니다. 실제로는 원자 크기의 차이가 클수록 강화효과가 커집니다. 이는 원자 크기의 차이가 클수록 용질원자가 격자 구조에 더 잘 맞아들어가기 때문입니다.
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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: 73%)
  • 흡입관의 굵기는 유압 펌프 본체의 연결구 크기와 다른 것을 사용하는 것은 올바른 방법이 아닙니다. 흡입관의 굵기는 펌프의 흡입량과 연결되어 있으며, 흡입관이 너무 작으면 유체의 흐름이 방해되어 캐비테이션이 발생할 수 있습니다. 따라서 흡입관의 굵기는 펌프의 흡입량에 맞게 적절하게 선택되어야 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: 46%)
  • 순서 제어는 이미 확정된 순서에 따라 제어를 실행하는 것이므로 검출 결과에 따라 실행 순서를 변경할 수 없습니다. 반면에 조건 제어는 검출 결과에 따라 실행할 명령을 선택하거나 건너뛰는 등 실행 순서를 조절할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 조건 제어가 정답입니다.
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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: 48%)
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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: 50%)
  • 이러한 샘플링 방법은 "층별 샘플링"이라고 부릅니다. 이는 모집단을 여러 개의 층으로 나누고 각 층에서 일정한 비율로 샘플링하는 방법입니다. 이 경우, 각 상자가 하나의 층으로 간주되고, 각 층에서 일정한 비율로 샘플링하는 것이므로 층별 샘플링이라고 부릅니다.
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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: 72%)
  • 정확성은 측정 결과의 참값과의 차이를 나타내는 값으로, 측정 결과가 참값에 얼마나 가까운지를 나타내는 지표입니다. 따라서 동일 시료를 무한횟수 측정하여 데이터 분포의 평균치와 모집단 참값과의 차를 측정하는 것은 정확성을 평가하는 것입니다. 따라서 정답은 "정확성"입니다.
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58. 다음 중 신제품에 대한 수요예측방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 시장조사법
  2. 이동평균법
  3. 지수평활법
  4. 최소자승법
(정답률: 82%)
  • 신제품에 대한 수요예측은 시장조사법이 가장 적절합니다. 이는 신제품이 출시되기 전에 소비자들의 관심도와 선호도를 파악하여 수요를 예측하는 방법으로, 신제품의 특성과 시장 환경을 고려하여 정확한 예측이 가능합니다. 이동평균법, 지수평활법, 최소자승법은 기존 데이터를 기반으로 수요를 예측하는 방법으로, 신제품 출시 전에는 적용하기 어렵습니다.
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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. D
(정답률: 78%)
  • 정답은 "▽"입니다.

    이유는 ASME에서 제품공정 분석표에 사용되는 기호 중 "저장(Storage)"을 표현하는 기호는 "▽"이기 때문입니다. 이 기호는 원자재, 부품, 제품 등을 보관하는 공간을 나타내며, 저장 위치와 보관 기간 등을 명시할 수 있습니다.

    따라서, "○"은 검사(Inspection), "D"는 지연(Delay), "□"는 검사 및 조정(Inspection and Adjustment)을 나타내는 기호입니다.
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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: 65%)
  • "내용이 구체적이고 주관적일 것"이 옳지 않은 이유는, 사내표준은 조직 내에서 일관성과 효율성을 유지하기 위한 문서이기 때문에 구체적이고 객관적인 내용이 필요하다. 주관적인 내용은 다양한 해석을 유발할 수 있으며, 일관성을 유지하기 어렵게 만들 수 있다. 따라서 사내표준은 가능한 구체적이고 객관적인 내용으로 작성되어야 한다.
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