금속재료기능장 필기 기출문제복원 (2011-04-17)

금속재료기능장
(2011-04-17 기출문제)

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1과목: 임의 구분

1. 와류탐상시험의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 도체에만 적용된다.
  2. 상온에서만 시험이 가능하다.
  3. 내부결함의 검출이 곤란하다.
  4. 결함의 종류, 형상, 치수를 정확하게 판별하기 어렵다.
(정답률: 65%)
  • "상온에서만 시험이 가능하다."가 틀린 것이므로, 이유를 설명할 필요가 없습니다.
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2. 동일한 조건하에서 다음 중 냉각능이 가장 빠른 것은?

  1. 기름
  2. 공기
  3. 노내
(정답률: 75%)
  • 물은 열전도율이 높아서 열을 빠르게 전달할 수 있기 때문입니다. 또한 물은 높은 비열을 가지고 있어서 열을 흡수할 때 많은 양의 열을 흡수할 수 있습니다. 따라서 동일한 조건에서 물이 가장 빠른 냉각능을 가지게 됩니다.
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3. 페라이트계 스테인리스강에서 가공에 의한 경화를 제거하고 인성을 부여하기 위한 열처리는?

  1. 풀림
  2. 불림
  3. 뜨임
  4. 담금질
(정답률: 69%)
  • 페라이트계 스테인리스강은 가공에 의해 경화되어 인성이 떨어질 수 있습니다. 따라서 열처리를 통해 경화를 제거하고 인성을 부여할 필요가 있습니다. 이 때 사용되는 열처리 방법은 풀림입니다. 풀림은 경화된 금속을 고온에서 오랜 시간 가열하여 결정구조를 재배열하고 경화를 제거하는 과정입니다. 따라서 풀림이 페라이트계 스테인리스강에서 가공에 의한 경화를 제거하고 인성을 부여하기 위한 열처리 방법으로 선택됩니다.
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4. 칠드주물에서 칠(Chill)의 깊이를 증가시키는 원소는?

  1. Mn
  2. Al
  3. C
  4. Si
(정답률: 65%)
  • 칠드주물에서 칠의 깊이를 증가시키는 원소는 주로 망간(Mn)입니다. 망간은 칠드주물에서 칠의 결정화를 촉진시키고, 칠의 경도와 내식성을 향상시키는 역할을 합니다. 또한, 망간은 칠드주물의 녹방지능력을 향상시키는데도 도움을 줍니다. 따라서, 망간은 칠드주물 제조 과정에서 중요한 역할을 합니다.
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5. 금속재료에 응력을 반복해서 가하면 그 응력이 1회에 가하여 파괴되는 응력보다 훨씬 작아도 그 재료가 파괴될 수 있는 현상은?

  1. 취성파괴
  2. 피로파괴
  3. 전성파괴
  4. 응력부식파괴
(정답률: 80%)
  • 금속재료에 응력을 반복해서 가하면 그 재료 내부의 결함이나 불순물 등으로 인해 마이크로크랙이 발생하게 됩니다. 이러한 마이크로크랙들은 반복적인 응력에 의해 점차적으로 성장하면서 결국 재료의 파괴를 초래합니다. 이러한 현상을 피로파괴라고 합니다. 따라서, 정답은 "피로파괴"입니다.
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6. 철강에 인성을 부여하고 비틀림이나 균열을 방지하기 위한 열처리로서 오스템퍼링(Austempering)을 실시하였을 때 나타나는 조직명은?

  1. 마텐자이트(martensite)
  2. 시멘타이트(cementite)
  3. 페라이트(ferrite)
  4. 베이나이트(bainite)
(정답률: 58%)
  • 오스템퍼링은 강도를 높이기 위해 주로 사용되는 열처리 방법 중 하나입니다. 이 방법은 강재를 고온에서 가열한 후 빠르게 냉각하여 마르텐사이트를 형성한 다음, 일정한 온도에서 일정한 시간 동안 오스테나이트 상태로 유지하여 베이나이트를 형성합니다. 베이나이트는 마르텐사이트보다 조밀하고 단단하며, 비틀림이나 균열이 발생하기 어렵기 때문에 강도와 내구성이 높아집니다. 따라서 오스템퍼링을 실시한 강재의 조직명은 베이나이트입니다.
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7. 강재의 초음파탐상시 결함들의 크기, 형태 및 위치가 동일하게 존재한다고 가정할 때 이들 결함반사파 중 반사파의 크기가 가장 크게 나타나는 것은?

  1. 기공
  2. 슬래그 혼입
  3. 텅스텐 혼입
  4. 모두 동일하게 나타난다.
(정답률: 70%)
  • 기공은 결함 중에서 가장 크기가 작고 형태가 규칙적이며, 반사파의 크기가 가장 크게 나타나는 결함입니다. 이는 기공이 초음파를 반사할 때, 반사파가 다른 결함들과 달리 직각으로 반사되기 때문입니다. 따라서, 강재의 초음파탐상시 결함들의 크기, 형태 및 위치가 동일하게 존재한다고 가정할 때, 기공이 가장 큰 반사파를 나타낼 것입니다.
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8. 내마모성이 우수한 고망간 강으로 오스테나이트 조직을 갖는 강은?

  1. 듀콜 강
  2. 해드필드 강
  3. 림드 강
  4. 마그네트 강
(정답률: 69%)
  • 해드필드 강은 오스테나이트 조직을 갖는 강 중에서 내마모성이 우수한 강으로, 내식성과 내열성도 뛰어나다. 이는 크롬 함량이 높아서 발생하는데, 크롬은 강의 내식성과 내열성을 향상시키는 요소이다. 따라서, 해드필드 강은 내마모성이 우수하고 내식성과 내열성이 뛰어나다.
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9. 염욕(salt bath)제로서의 구비조건 중 틀린 것은?

  1. 흡습성이 커야 한다.
  2. 점성이 작아야 한다.
  3. 불순물이 적어야 한다.
  4. 용해가 쉽고 조해성이 작아야 한다.
(정답률: 65%)
  • 정답은 "흡습성이 커야 한다."가 아닙니다. 염욕제로서의 구비조건 중 틀린 것은 없습니다.

    흡습성이 커야 하는 이유는 염욕제에는 소금이 들어가기 때문입니다. 소금은 습기를 빨아들이는 흡습성이 있기 때문에, 염욕제도 흡습성이 커야 소금이 물에 잘 녹아서 효과적으로 작용할 수 있습니다.
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10. 고용체에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 다른 요소가 동일하다면 금속은 낮은 원자가를 갖는 금속보다는 높은 원자가를 갖는 금속에 더 많이 용해된다.
  2. 두 원자간의 반지름 차이가 대략 15% 미만일 경우에는 상당한 양의 용질원자가 치환형 고용체로 수용될 수 있다.
  3. 많은 고용도를 갖기 위해서는 두 원자종의 금속이 같은 결정구조를 가지고 있어야 한다.
  4. 두 원소간의 전기 음성도 차가 크면 클수록 치환형 고용체 보다는 금속간 화합물을 형성하기가 어렵다.
(정답률: 43%)
  • 정답은 "두 원소간의 전기 음성도 차가 크면 클수록 치환형 고용체 보다는 금속간 화합물을 형성하기가 어렵다."입니다. 이유는 전기 음성도 차이가 크면 이온결합이 형성되어 치환형 고용체가 형성되기 어렵기 때문입니다. 따라서 금속간 화합물이 더 쉽게 형성됩니다.
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11. 초음파비파괴검사에 사용되는 탐촉자의 선정기준으로 틀린 것은?

  1. 결함위치의 측정 정밀도를 높이기 위해서는 고주파수를 사용한다.
  2. 결정립계에서 산란 등에 의한 임상에코가 나타나는 것은 저주파수를 사용한다.
  3. 결함의 위치를 정확히 측정하기 위해서 지향성이 예리하도록 진동자치수는 작은 것을 사용한다.
  4. 초음파가 결함에 수직으로 부딪히게 가능한 한 짧은 빔거리로 탐상할 수 있는 굴절각을 사용한다.
(정답률: 56%)
  • "결함의 위치를 정확히 측정하기 위해서 지향성이 예리하도록 진동자치수는 작은 것을 사용한다."이 부분이 틀린 것입니다.

    진동자치수가 작을수록 초음파 파장이 짧아지므로 해상도가 높아지기 때문에 결함의 위치를 정확히 측정하기 위해서는 진동자치수가 작은 것을 사용하는 것이 맞습니다.
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12. 로의 온도 제어 장치에서 온-오프(on-off)의 시간비를 편차에 비례하도록 제어하는 온도 제어 장치의 명칭은?

  1. 정치식 제어
  2. 비례식 제어
  3. 프로그램식 제어
  4. 온-오프(on-off)식 제어
(정답률: 65%)
  • 비례식 제어는 편차에 비례하여 출력을 조절하는 제어 방식입니다. 따라서 로의 온도 제어 장치에서 온-오프(on-off)의 시간비를 편차에 비례하도록 제어하는 경우, 이는 비례식 제어 방식을 사용하는 것입니다. 다른 보기인 정치식 제어, 프로그램식 제어, 온-오프(on-off)식 제어는 각각 다른 제어 방식을 의미합니다.
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13. 결정입도 측정법에 있어 시험면을 적당한 배율로 확대한 사진 위에 일정길이의 직선을 임의방향으로 긋고 이 직선과 결정립이 만나는 점의 수를 측정하여 단위 길이당 교차점의 수를 표시하는 방법은?

  1. 비교법
  2. 제퍼리스법
  3. 헤인법
  4. 조직량 측정법
(정답률: 79%)
  • 헤인법은 결정입도 측정법 중 하나로, 시험면을 적당한 배율로 확대한 사진 위에 일정길이의 직선을 임의방향으로 긋고 이 직선과 결정립이 만나는 점의 수를 측정하여 단위 길이당 교차점의 수를 표시하는 방법입니다. 이 방법은 간단하고 빠르게 측정할 수 있으며, 결정입도의 분포를 파악하는 데 유용합니다. 따라서 정답은 "헤인법"입니다.
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14. 로크웰 경도시험에 있어 1/16 인치 강구를 사용하고 시험하중이 100kg의 일정하중을 적용할 때의 스케일은?

  1. A scale
  2. B scale
  3. C scale
  4. D scale
(정답률: 71%)
  • 로크웰 경도시험에서 B 스케일은 1/16 인치 강구와 100kg의 일정하중을 사용하여 시험을 진행하는 스케일입니다. 따라서 이 문제에서는 B 스케일이 적용됩니다.
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15. 담금질 처리시 연점(soft spot)이 생기는 것을 방지하는 대책으로 틀린 것은?

  1. 노내 온도 분포를 고르게 한다.
  2. 가열 온도 및 가열 시간을 적절하게 한다.
  3. 냉각제를 충분히 교반한 후에 담금질한다.
  4. 탈탄 부분을 제거하기 전에 담금질한다.
(정답률: 72%)
  • 탈탄 부분을 제거하기 전에 담금질하는 이유는 탈탄 부분이 있는 상태에서 담금질을 하면 그 부분이 더 많이 연질화되어 연점이 생길 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 탈탄 부분을 먼저 제거한 후에 담금질을 진행해야 합니다.
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16. 자동차의 경량화 재료 활용을 위해 HSLA강의 결점 보강을 위한 재료는?

  1. 파인세라믹스
  2. DP강(복합조직강)
  3. 두랄루민
  4. 베릴륨합금
(정답률: 77%)
  • DP강은 Dual Phase 강으로, 강도와 가공성이 뛰어나며, 경량화에 적합한 재료입니다. 또한, HSLA강의 결점 보강을 위한 재료로 적합하며, 고강도 강재로서 자동차 부품 제작에 많이 사용됩니다. 따라서, 자동차의 경량화 재료 활용을 위해 HSLA강의 결점 보강을 위한 재료로 DP강이 선택됩니다.
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17. 방사선투과사진의 명암도에 영향을 주는 요소가 아닌 것은?

  1. 필름의 종류
  2. 현상액의 강도
  3. 산란방사선
  4. 스크린-필름의 접촉상태
(정답률: 60%)
  • 스크린-필름의 접촉상태는 방사선투과사진의 명암도에 영향을 주지 않습니다. 스크린-필름의 접촉상태가 좋지 않으면 이미지의 해상도가 낮아지거나 노이즈가 발생할 수 있지만, 명암도에 직접적인 영향을 주지는 않습니다. 따라서 정답은 "스크린-필름의 접촉상태"입니다.
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18. 취성재료의 균열 전파에 필요한 임계 응력의 크기(σc)를 구하는 식은? (단, E=탄성에너지, γs=비표면 에너지, a=내부 균열길이의 1/2 이다.)

(정답률: 71%)
  • σc = (2Eγs/πa)1/2

    정답은 "" 이다. 이유는 σc는 a의 제곱근에 반비례하기 때문이다. 따라서 a가 작을수록 σc는 커지게 된다. ""은 a가 커질수록 σc가 커지는 것을 의미하고, ""는 γs가 커질수록 σc가 커지는 것을 의미한다. ""는 E가 커질수록 σc가 커지는 것을 의미한다.
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19. 가스질화법에서 암모니아 가스가 고온으로 가열될 때 분해과정을 나타낸 식으로 옳은 것은?

(정답률: 64%)
  • 암모니아 가스(NH3)가 고온으로 가열될 때 분해과정은 다음과 같습니다.

    2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g)

    이 식에서는 암모니아 분자 2개가 분해되어 질소 분자 1개와 수소 분자 3개로 이루어지는 것을 볼 수 있습니다.

    따라서 정답은 ""입니다.
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20. 운반 작업장에서 사용하는 리프트(Lift)용 와이어로프의 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: 66%)
  • "소선의 수가 25% 이상 절단되지 않을 것"이 틀린 것입니다. 와이어로프는 여러 개의 소선으로 이루어져 있으며, 이 중 일부 소선이 절단되어도 전체적으로는 안전하게 사용될 수 있습니다. 따라서, 소선의 수가 25% 이상 절단되어도 안전 기준을 충족할 수 있습니다.
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2과목: 임의 구분

21. 산업재해의 원인 중 교육적 원인에 해당되지 않는 것은?

  1. 안전지식의 부족
  2. 안전수칙이 제정되어 있지 않음
  3. 안전수칙을 잘못 알고 있음
  4. 경험, 훈련 등이 서투름
(정답률: 74%)
  • 안전수칙이 제정되어 있지 않음은 교육적 원인이 아니라 법적 원인입니다. 즉, 해당 산업분야에서 안전수칙이 제정되어 있지 않아서 일관된 안전절차나 규정이 없어서 사고가 발생할 가능성이 높아지는 것입니다. 따라서 이는 법적인 문제로 해결되어야 합니다.
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22. 강철의 결정입도번호(ASTM grain size No)가 8일 경우 100배의 배율에서 1평방인치당 현미경 사진 내에 들어있는 결정 입자수는?

  1. 8
  2. 16
  3. 64
  4. 128
(정답률: 57%)
  • 강철의 결정입도번호(ASTM grain size No)가 8일 경우, 1평방인치당 평균적으로 128개의 결정 입자가 있습니다. 이는 ASTM 규격에 따라 결정 입도번호가 작아질수록 결정 입자의 크기가 커지기 때문입니다. 따라서, 결정입도번호가 8인 강철에서 100배의 배율에서 1평방인치당 현미경 사진 내에 들어있는 결정 입자수는 128개가 됩니다.
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23. 다음 중 Al 합금을 개량처리 하여 강화시킨 합금은?

  1. 실루민
  2. 엘린바
  3. 콘스탄탄
  4. 모넬메탈
(정답률: 63%)
  • Al 합금은 알루미늄 합금으로, 실루민은 이 중에서 Si(실리콘)을 첨가하여 강화시킨 합금입니다. Si는 알루미늄 합금에서 가장 많이 사용되는 첨가원소 중 하나로, 강도와 경도를 높이는 효과가 있습니다. 따라서 Al 합금을 개량처리하여 강화시킨 합금으로는 실루민이 선택됩니다.
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24. 동합금 중에서 강도와 경도가 가장 높은 석출 경화형 구리합금은?

  1. 연 청동
  2. 인 청동
  3. 베릴륨 청동
  4. 알루미늄 청동
(정답률: 68%)
  • 베릴륨 청동은 베릴륨을 청동에 첨가하여 만든 합금으로, 강도와 경도가 매우 높습니다. 이는 베릴륨이 청동의 결정구조를 석출경화시키기 때문입니다. 또한, 베릴륨 청동은 내식성과 내부식성이 우수하며, 전기전도성과 열전도성도 높습니다. 따라서, 고강도 및 내식성이 요구되는 분야에서 널리 사용됩니다.
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25. 사고예방대책 제5단계의 “시정책의 적용”에서 3E와 관계가 없는 것은?

  1. 재정(Economics)
  2. 기술(Engineering)
  3. 교육(Education)
  4. 독려(Enforcement)
(정답률: 64%)
  • 재정은 사고예방대책 제5단계에서 시정책의 적용과는 관련이 없습니다. 제5단계에서는 이미 발생한 사고를 예방하기 위해 시정책을 적용하는 것이며, 이때 필요한 것은 기술적인 개선, 교육 및 훈련, 강제적인 규제와 감시 등입니다. 따라서 재정은 이와 관련이 없습니다.
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26. 어닐링(annealing) 열처리에서 황(S) 함량이 높은 쾌삭강이나 압연조직의 입계에 나타나는 황화물의 편석을 미세하게 분포시키기 위한 열처리는?

  1. 확산 어닐링
  2. 연화 어닐링
  3. 응력제거 어닐링
  4. 재결정 어닐링
(정답률: 68%)
  • 확산 어닐링은 고온에서 금속 내부의 황화물을 미세하게 분포시키기 위한 열처리 방법입니다. 이는 금속 내부의 황화물 입자들이 열에 의해 움직이며 분포가 균일해지는 확산 현상을 이용한 것입니다. 따라서 이 문제에서는 황화물의 편석을 미세하게 분포시키기 위해 확산 어닐링이 선택되었습니다.
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27. 금속의 재결정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 금속의 순도가 높을수록 재결정 진행이 방해된다.
  2. 가공전 결정립이 작을수록 재결정 완료 후의 결정립은 작다.
  3. 재결정 처리온도가 높을수록 재결정이 빨리 진행된다.
  4. 변형량이 많을수록 재결정이 빨리 진행된다.
(정답률: 58%)
  • 금속의 순도가 높을수록 재결정 진행이 방해된다는 것은 틀린 설명입니다. 오히려 순도가 높을수록 재결정이 원활하게 진행됩니다. 이유는 순도가 높을수록 결정립이 작아지기 때문에 재결정 후의 결정립도 작아지고, 결정 구조도 더 균일해지기 때문입니다.
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28. 설퍼프린트 시험에 관한 내용이 틀린 것은?

  1. 이 시험은 강 중에 있는 S의 편석이나 분포상태를 알수 있는 시험이다.ㄴ
  2. 인화지를 5∼10% 질산수용액에 10∼20분 담근 인화지를 사용한다.
  3. MnS+H2SO4→MnSO4+H2S와 같은 반응식을 나타낸다.
  4. 피검면을 재차 시험할 때는 0.5mm 이상 연삭 후 시험한다.
(정답률: 74%)
  • "이 시험은 강 중에 있는 S의 편석이나 분포상태를 알수 있는 시험이다."가 틀린 내용입니다. 설퍼프린트 시험은 강 중에 있는 황의 존재를 확인하기 위한 시험입니다.

    인화지를 5∼10% 질산수용액에 10∼20분 담근 인화지를 사용하는 이유는, 질산수용액이 황과 반응하여 황산을 생성하고, 이 황산이 인화지에 흡수되어 검은색으로 변하는 성질을 이용하기 때문입니다.
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29. CAD 시스템에서 3차원 모델링 방법 중 솔리드 모델링의 특징을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 은선의 제거가 가능하다.
  2. 물리적 성질 등의 계산이 불가능하다.
  3. 형상을 절단한 단면도 작성이 불가능하다.
  4. 이동, 회전 등을 할 수 없어 형상 파악이 어렵다.
(정답률: 77%)
  • 은선의 제거가 가능한 이유는 솔리드 모델링이 객체를 겹치지 않는 단순한 고체로 표현하기 때문입니다. 따라서 객체 내부와 외부를 명확하게 구분할 수 있으며, 이를 통해 은선을 제거할 수 있습니다.
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30. 금속이 응고될 때 불순물이 최종적으로 모이는 곳은?

  1. 결정립계
  2. 결정의 모서리
  3. 금속의 표면
  4. 결정립의 중심부
(정답률: 75%)
  • 금속이 응고될 때 결정이 형성되는데, 이 결정 안에 불순물이 포함될 수 있습니다. 이때 불순물은 결정 안에서 더 많은 자리를 차지할 수 없으므로 결정의 경계면이나 모서리, 그리고 결정립의 중심부에 모이게 됩니다. 이 중에서도 결정립계는 결정립의 중심부에 위치하며, 불순물이 모이는 가장 중요한 지점입니다. 따라서 정답은 "결정립계"입니다.
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31. 다이캐스팅용 아연합금의 입간부식을 억제하는 원소는?

  1. Cu
  2. Sn
  3. Cd
  4. Pb
(정답률: 45%)
  • 다이캐스팅용 아연합금에서 입간부식을 억제하는 원소는 Cu입니다. 이는 Cu가 아연합금 내부에서 불순물과 결합하여 고체 용해체를 형성하고, 이 용해체가 입자 상태로 존재하여 입간부식을 억제하기 때문입니다. 또한 Cu는 아연합금의 기계적 강도와 내식성을 향상시키는 효과도 있습니다.
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32. 판재를 원판으로 뽑기 위해 하중 9400kgf를 가했을 때 전단응력은 약 몇 kgf/cm2인가? (단, 직경(d)=30mm, 판재의 두께(t)=2.8mm 이다.)

  1. 2562
  2. 3562
  3. 4562
  4. 5562
(정답률: 52%)
  • 전단응력은 τ = F/A 로 계산할 수 있다. 여기서 F는 하중, A는 단면적이다.

    단면적 A는 원판의 면적에서 중앙 구멍의 면적을 빼면 된다.

    원판의 면적은 A = πr^2 = π(d/2)^2 = 7.07 cm^2 이다.

    중앙 구멍의 면적은 A_hole = πr_hole^2 = π(d_hole/2)^2 = 0.71 cm^2 이다.

    따라서 판재의 단면적은 A = 7.07 - 0.71 = 6.36 cm^2 이다.

    하중 F는 9400 kgf 이다.

    따라서 전단응력 τ = F/A = 9400/6.36 = 1476.98 kgf/cm^2 이다.

    하지만 이 문제에서 단위는 kgf/cm^2 가 아니라 kgf/cm^2 로 주어졌으므로, 소수점 첫째자리에서 반올림하여 3562이 된다.
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33. 열전대의 종류와 그 성분, 상용온도 범위에 대한 설명이 틀린 것은?

  1. R type은 (+)87Rh-13Pt, (-)Pt 이며, 상용한도는 약 1400℃이다.
  2. K type은 (+)90Ni-10Cr, (-)94Ni, 3Al, 1Si, 2Mn 이며, 상용한도는 약 1000℃이다.
  3. J type은 (+)Fe, (-)55Cu-45Ni 이며, 상용한도는 약 600℃이다.
  4. T type은 (+)Cu, (-)55Cu-45Ni 이며, 상용한도는 약 300℃이다.
(정답률: 47%)
  • 정답은 "T type은 (+)Cu, (-)55Cu-45Ni 이며, 상용한도는 약 300℃이다."입니다. T type은 (-)55Cu-45Ni 대신 (-)Cu-Ni로 구성되어 있습니다.
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34. Ni 및 Al의 주된 슬립면은?

  1. {100}
  2. {110}
  3. {111}
  4. {211}
(정답률: 76%)
  • Ni 및 Al의 FCC 구조에서 {111} 평면은 가장 밀도가 높은 평면이며, 따라서 슬립이 가장 쉬운 평면입니다. 이는 결정 구조상으로 인해 발생하며, 이러한 이유로 {111} 평면이 Ni 및 Al의 주된 슬립면입니다.
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35. 탄소강에 함유된 원소의 영향을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 탄소는 강의 경도를 향상시키는데 가장 효과적이며, Fe, Cr, Mo, V 등의 원소와 결합하여 강도 및 경도를 향상시킨다.
  2. 황은 강의 유동성을 해치고 Mn의 양이 부족하면 FeS화합물을 이루어 고온에서 약한 적열취성의 원인이 된다.
  3. 인은 강 속에 비교적 균일하게 분포되어 있으며 입계에서 Fe3P의 화합물을 만들어 충격저항을 향상시킨다.
  4. 망간은 강 내에 함유된 황과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 만들어 결정립계에 형성되는 취약하고 저융점 화합물인 FeS의 형성을 억제시킨다.
(정답률: 59%)
  • 정답은 "인은 강 속에 비교적 균일하게 분포되어 있으며 입계에서 Fe3P의 화합물을 만들어 충격저항을 향상시킨다."가 아닌 다른 것입니다.

    인은 강에 함유되어 있으면 입계에서 Fe3C의 화합물을 만들어 강의 경도를 향상시키는 역할을 합니다. 충격저항을 향상시키는 역할은 아닙니다.
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36. 자분탐상검사의 방법 중 시험체의 구멍을 통과시킨 도체에 전류를 흘려보내어 자화시키며 탐상하는 검사 방법은?

  1. 극간법
  2. 축 통전법
  3. 자속 관통법
  4. 전류 관통법
(정답률: 66%)
  • 자분탐상검사에서 시험체의 구멍을 통과시킨 도체에 전류를 흘려보내어 자화시키며 탐상하는 방법은 전류 관통법입니다. 이는 전류가 흐르면 자기장이 발생하므로, 시험체 내부에 있는 결함이나 이물질 등이 전류의 흐름에 따라 자기장을 방해하게 되어 탐지할 수 있기 때문입니다. 따라서 전류 관통법은 자분탐상검사에서 가장 일반적으로 사용되는 방법 중 하나입니다.
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37. 주조결질합금으로 주조한 상태로 사용하는 스텔라이트(stellite)의 주성분이 아닌 것은?

  1. W
  2. V
  3. Co
  4. Cr
(정답률: 64%)
  • 스텔라이트(stellite)의 주성분은 Co(코발트)입니다. W(텅스텐), V(바나듐), Cr(크롬)은 스텔라이트의 성분 중 하나이지만, 주성분은 아닙니다.
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38. 물체의 위치, 방향, 자세 등을 제어량으로 하는 분야에 사용되는 서보(servo) 기구의 특징이 아닌 것은?

  1. 원격 제어보다는 주로 근거리 제어에 쓰인다.
  2. 목표치가 광범위하게 변화할 수 있다.
  3. 피드 백(feed back) 제어이다.
  4. 제어량이 기계적 변위이다.
(정답률: 52%)
  • 서보 기구는 제어량이 기계적 변위이며, 목표치가 광범위하게 변화할 수 있고 피드백 제어를 사용한다는 특징이 있습니다. 따라서 "원격 제어보다는 주로 근거리 제어에 쓰인다."는 정답이 됩니다. 이는 원격 제어 시에는 신호 전달에 따른 시간 지연이 발생할 수 있으며, 이는 서보 기구의 정확도에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 따라서 근거리에서의 제어가 더욱 정확하고 안정적이기 때문에 서보 기구는 주로 근거리 제어에 사용됩니다.
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39. 탄소강에서 탄소량의 증가에 따라 감소하지 않는 것은?

  1. 비열
  2. 비중
  3. 열전도율
  4. 열팽창계수
(정답률: 55%)
  • 탄소강에서 탄소량의 증가에 따라 감소하지 않는 것은 "비열"입니다. 이는 탄소가 강철 내부의 결정구조를 바꾸어도 열의 양은 변하지 않기 때문입니다. 따라서 탄소강의 비열은 탄소량에 관계없이 일정합니다.
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40. 표면경화에서 침탄 담금질의 결함인 담금질 경도부족의 원인으로 틀린 것은?

  1. 침탄량이 부족할 때
  2. 담금질 온도가 너무 낮을 때
  3. 잔류 오스테나이트가 많을 때
  4. 담금질 냉각속도가 빠를 때
(정답률: 63%)
  • 담금질 냉각속도가 빠를 때, 강재 내부의 온도가 급격하게 낮아지면서 강재의 경도가 높아지는데, 이 때 침탄량이 부족하면 경도가 충분히 형성되지 않아 담금질 경도부족이 발생합니다. 따라서, 담금질 냉각속도가 빠를 때는 침탄량이 부족한 상황에서 경도가 형성되지 못해 담금질 경도부족이 발생하는 것입니다.
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3과목: 임의 구분

41. 마그네슘(Mg)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 내알칼리성은 극히 나쁘나 내산성은 강하다.
  2. 소성가공서이 낮아 상온변형이 곤란하다.
  3. 감쇠능이 주철보다 커서 소음방지 구조재료로 사용된다.
  4. Fe를 함유할 때 내식성이 극히 나쁘며, Mn 첨가로 Fe 유해작용을 방지할 수 있다.
(정답률: 44%)
  • "내알칼리성은 극히 나쁘나 내산성은 강하다."가 틀린 설명입니다.

    마그네슘은 알칼리성보다는 산성성을 띄는 경향이 있습니다. 따라서 "내알칼리성은 극히 나쁘나 내산성은 강하다."라는 설명은 틀린 것입니다.

    마그네슘의 소성가공성이 낮아 상온변형이 곤란하다는 것은 옳은 설명입니다. 또한 감쇠능이 주철보다 커서 소음방지 구조재료로 사용되는 것도 맞습니다. 마지막으로, Fe를 함유할 때 내식성이 극히 나쁘며, Mn 첨가로 Fe 유해작용을 방지할 수 있다는 것도 맞는 설명입니다.
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42. 강도/중량비가 높고 내식성이 좋으며 항공기의 기체재료등으로 사용되는 금속으로 비중이 약 4.5이며, 조밀육방격자의 금속은?

  1. Cu
  2. Ni
  3. Ti
  4. Fe
(정답률: 72%)
  • 조밀육방격자 구조를 가지는 금속 중에서 강도/중량비가 높고 내식성이 좋은 금속은 티타늄(Ti)입니다. 또한 항공기의 기체재료로도 사용되는데, 이는 경량화와 내식성이 요구되기 때문입니다. 비중이 약 4.5인 것도 티타늄의 특징 중 하나입니다. 따라서 정답은 "Ti"입니다.
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43. 다음 중 비정질 합금의 특성으로 틀린 것은?

  1. 결정이방성이 없다.
  2. 구조적으로는 장거리의 규칙성이 없다.
  3. 강도가 낮고 연성이 커서 가공경화를 잘 일으킨다.
  4. 고온으로 가열하면 결정화가 일어난다.
(정답률: 58%)
  • "강도가 낮고 연성이 커서 가공경화를 잘 일으킨다."가 틀린 것이다. 비정질 합금은 구조적으로는 장거리의 규칙성이 없고 결정이방성이 없으며, 고온으로 가열하면 결정화가 일어난다. 하지만 강도가 낮고 연성이 커서 가공경화를 잘 일으키지 않는다. 이는 비정질 합금의 특성 중 하나가 아니다.
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44. 고주파 담금질로 인한 균열의 발생 및 대책에 관한 설명중 틀린 것은?

  1. 탄소가 0.4% 이상 함유시 균열이 발생하기 쉬우며 탄함유량이 많으면 탄화물을 구상화 처리한다.
  2. 균열을 방지하기 위해서는 예열을 하지 않고 계속적으로 전기를 통하면서 가열 후 풀림처리 한다.
  3. 분무에 의한 담금질로 냉간 얼룩을 줄이며 담금질 후 즉시 저온뜨임을 한다.
  4. 고주파 담금질 한 후 그대로 방치하면 자연균열이 발생하므로 저온뜨임을 한다.
(정답률: 67%)
  • "균열을 방지하기 위해서는 예열을 하지 않고 계속적으로 전기를 통하면서 가열 후 풀림처리 한다."가 틀린 것입니다.

    이유는 고주파 담금질로 인해 금속 내부에서 열이 발생하면서 급격한 온도 변화가 일어나게 되는데, 이로 인해 금속 내부에서 응력이 발생하여 균열이 발생할 수 있습니다. 따라서 균열을 방지하기 위해서는 예열을 통해 금속 내부의 온도를 조절하고, 담금질 후에는 적절한 냉각 처리를 해주어 급격한 온도 변화를 방지해야 합니다. 이를 통해 금속 내부의 응력을 최소화하여 균열 발생을 예방할 수 있습니다.
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45. 담금질 균열의 발생 방지 방법 중 틀린 것은?

  1. 담금질 직후에 뜨임을 한다.
  2. 모서리의 예리한 부분은 둥글게 설계한다.
  3. 비금속 개재물 및 편석이 적은 재료를 선택한다.
  4. 항온변태 곡선의 코(nose)까지 서냉하고 Ms점 이하에서 급냉한다.
(정답률: 69%)
  • 항온변태 곡선의 코(nose)까지 서냉하고 Ms점 이하에서 급냉하는 것은 오히려 담금질 균열을 유발할 수 있습니다. 이는 강재 내부의 응력을 증가시키고, 결정 구조를 변화시켜 균열 발생 가능성을 높이기 때문입니다. 따라서 올바른 방법은 항온변태 곡선의 코(nose) 이전에서 서냉하고, Ms점 이상에서 급냉하는 것입니다.
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46. 인장시험을 함으로써 알아볼수 있는 재료의 물리적 성질이 아닌 것은?

  1. 인장강도
  2. 단면수축율
  3. 연신율
  4. 흡수에너지
(정답률: 74%)
  • 인장시험은 재료의 인장강도, 단면수축율, 연신율 등 물리적 성질을 측정하는 시험이다. 그러나 흡수에너지는 재료가 충격을 받았을 때 에너지를 흡수하는 능력을 나타내는 것으로, 인장시험에서는 측정되지 않는다. 따라서 정답은 "흡수에너지"이다.
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47. 그림과 같이 면심입방격자(FCC)로 된 A 원자와 B 원자의 규칙격자 원자배열에서 A와 B의 조성을 나타내는 것은?

  1. AB
  2. AB3
  3. A3B
  4. A3B3
(정답률: 73%)
  • 이 그림에서 A와 B 원자는 번갈아가며 쌓여 있으며, 한 층에 A 원자가 4개, B 원자가 4개 총 8개가 존재합니다. 이는 FCC 구조에서 A와 B 원자가 균등하게 분포되어 있음을 나타냅니다. 따라서 A와 B의 비율이 1:3이므로, 조성은 AB3입니다.
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48. 담금질(quenching)한 후 현미경조직 시험에서 표면층에 백색으로 나타나는 탈탄된 표면 부근의 조직 명칭은?

  1. 페라이트(Ferrite)
  2. 시멘타이트(Cementite)
  3. 마텐자이트(Martensite)
  4. 소르바이트(Sorbite)
(정답률: 40%)
  • 담금질(quenching)한 후 현미경조직 시험에서 표면층에 백색으로 나타나는 탈탄된 표면 부근의 조직 명칭은 "마텐자이트(Martensite)"입니다.

    담금질은 급속한 냉각 과정으로, 금속 내부의 구조를 변화시키는데 사용됩니다. 이 과정에서 금속의 구조가 변화하면서 강도와 경도가 증가합니다.

    마텐자이트는 담금질 과정에서 형성되는 조직으로, 매우 경도가 높은 조직입니다. 이 조직은 탄소의 양이 많이 들어있는데, 이는 담금질 과정에서 탄소가 고체 용체로 빠르게 이동하기 때문입니다.

    반면에 페라이트는 철계열 합금에서 가장 기본적인 조직으로, 담금질 과정에서 형성되지 않습니다. 시멘타이트는 탄소의 양이 많은 조직으로, 담금질 과정에서 형성되지만 표면에 나타나지 않습니다. 소르바이트는 담금질 과정에서 형성되는 조직으로, 마텐자이트보다는 경도가 낮습니다.
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49. 현미경시험에서 소재를 검사하는 목적으로 틀린 것은?

  1. 전위와 석출물을 관찰하기 위해
  2. 화학성분과 기계적 성질을 관찰하기 위해
  3. 결정립의 크기를 확인하기 위하여
  4. 핀홀 및 수축공 등의 미세 결함을 검출하기 위하여
(정답률: 74%)
  • 현미경시험에서 소재를 검사하는 목적은 화학성분과 기계적 성질을 관찰하기 위해서입니다. 이를 통해 소재의 특성을 파악하고, 적절한 용도에 사용할 수 있도록 합니다. 전위와 석출물을 관찰하는 것도 소재의 특성을 파악하는 데 중요하지만, 이는 화학성분과 기계적 성질을 파악하는 것과는 조금 다른 목적입니다. 결정립의 크기를 확인하거나 핀홀 및 수축공 등의 미세 결함을 검출하는 것도 소재의 품질을 평가하는 데 중요하지만, 이는 소재의 특성을 파악하는 것과는 조금 다른 목적입니다.
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50. 담금질경도 깊이가 강의 화학성분에 따라 크게 영향이 있는 성질을 담금질성(hardenability)라고 하는데 이 담금질성에 영향이 가장 큰 화학성분은?

  1. C%
  2. Mo%
  3. Mn%
  4. Cr%
(정답률: 53%)
  • 정답은 "C%"입니다. 이유는 탄소는 강철 내에서 담금질성을 결정하는 가장 중요한 요소이기 때문입니다. 탄소 함량이 높을수록 강도와 경도가 증가하며, 담금질성도 높아집니다. 따라서, 탄소 함량이 높을수록 담금질성이 높아지므로, C%가 가장 영향력 있는 화학성분입니다.
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51. 제품을 가열하여 표면에 알루미늄을 피복 및 확산시켜 합금 피복층을 얻는 금속침투법은?

  1. Sherardizing
  2. Chromizing
  3. Boronizing
  4. Calorizing
(정답률: 75%)
  • Calorizing은 금속을 가열하여 알루미늄을 피복 및 확산시켜 합금 피복층을 형성하는 금속침투법입니다. 따라서 제시된 보기 중에서 Calorizing이 정답입니다.
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52. 그림과 같은 제품에서 냉각 속도가 가장 빠른 부분은?

(정답률: 80%)
  • 냉각 속도는 기울기가 가파를수록 빠르다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 그림에서 냉각 속도가 가장 빠른 부분은 기울기가 가장 가파른 "④" 부분입니다.
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53. 연강(저탄소강)의 기계적 성질을 각 온도범위에서 측정할 경우 청열취성이 나타날 가능성이 있는 온도범위는?

  1. 100∼200℃
  2. 200∼300℃
  3. 300∼400℃
  4. 400∼500℃
(정답률: 63%)
  • 연강은 일반적으로 저탄소강으로, 저온에서는 높은 인성과 인성에 비해 높은 강도를 가지고 있습니다. 그러나 고온에서는 청열취성이 나타날 가능성이 있습니다. 따라서 연강의 기계적 성질을 각 온도범위에서 측정할 경우, 청열취성이 나타날 가능성이 있는 온도범위를 찾아야 합니다. 이를 위해 연강의 청열취성이 나타나는 온도범위를 파악해야 하는데, 일반적으로 200℃ 이상에서 청열취성이 나타납니다. 따라서 정답은 "200∼300℃" 입니다.
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54. 비커즈 경도계의 다이아몬드 피라미드의 꼭지 대면각은 몇 도인가?

  1. 120°
  2. 136°
  3. 148°
  4. 150°
(정답률: 75%)
  • 다이아몬드는 결정체이며, 결정체의 꼭지 대면각은 일정합니다. 따라서, 비커즈 경도계의 다이아몬드 피라미드의 꼭지 대면각은 언제나 136°입니다.
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55. Ralph M. Barnes 교수가 제시한 동작경제의 원칙 중 작업장 배치에 관한 원칙(Arrangement of the eorkplace)에 해당되지 않는 것은?

  1. 가급적이면 낙하식 운반방법을 이용한다.
  2. 모든 공구나 재료는 지정된 위치에 있도록 한다.
  3. 충분한 조명을 하여 작업자가 잘 볼 수 있도록 한다.
  4. 가급적 용이하고 자연스런 리듬을 타고 일할 수 있도록 작업을 구성하여야 한다.
(정답률: 55%)
  • 정답: "가급적이면 낙하식 운반방법을 이용한다."

    이유: 낙하식 운반방법은 작업장 안전에 위험을 초래할 수 있기 때문에 동작경제의 원칙에 부합하지 않습니다. 나머지 보기들은 작업장 안전과 효율성을 높이기 위한 원칙들입니다. "가급적 용이하고 자연스러운 리듬을 타고 일할 수 있도록 작업을 구성하여야 한다"는 원칙은 작업자의 편의성과 생산성을 높이기 위한 것입니다.
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56. 다음 중 계량값 관리도에 해당되는 것은?

  1. c 관리도
  2. nP 관리도
  3. R 관리도
  4. u 관리도
(정답률: 71%)
  • R 관리도는 측정값의 범위를 관리하는 계량값 관리도입니다. R 관리도는 측정값의 최대값과 최소값의 차이를 이용하여 제어선을 그리고, 이를 통해 공정의 변동성을 관리합니다. 따라서 R 관리도는 계량값의 범위를 관리하는데 적합합니다.
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57. 다음 검사의 종류 중 검사공정에 의한 분류에 해당되지 않는 것은?

  1. 수입검사
  2. 출하검사
  3. 출장검사
  4. 공정검사
(정답률: 80%)
  • 출장검사는 검사공정에 의한 분류가 아니라, 검사의 장소에 따른 분류에 해당됩니다. 출장검사는 제품이나 재료 등을 생산하는 곳이나 공급하는 곳으로 직접 출장하여 검사하는 방식을 말합니다. 따라서 검사공정에 의한 분류에 해당되지 않습니다.
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58. 품질코스트(quality cost)를 예방코스트, 실패코스트, 평가코스트로 분류할 때, 다음 중 실패코스트(failure cost)에 속하는 것이 아닌 것은?

  1. 시험 코스트
  2. 불량대책 코스트
  3. 재가공 코스트
  4. 설계변경 코스트
(정답률: 66%)
  • 시험 코스트는 제품의 품질을 평가하기 위한 비용으로, 제품의 실패를 예방하는 예방코스트에 속합니다. 따라서 시험 코스트는 실패코스트가 아닙니다.
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59. 그림과 같은 계획공정도(Network)에서 주공정은? (단, 화살표 아래의 숫자는 활동시간을 나타낸 것이다.)

  1. ①-③-⑥
  2. ①-②-⑤-⑥
  3. ①-②-④-⑤-⑥
  4. ①-③-④-⑤-⑥
(정답률: 69%)
  • 주공정은 전체 공정 중에서 가장 오래 걸리는 공정으로, 다른 공정들이 이에 맞춰 일정을 조정하는 중심 역할을 한다. 이 그림에서는 주공정이 ①-③-⑥ 이므로 정답은 "①-③-⑥" 이다.
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60. 로트 크기 1000, 부적합품률이 15%인 로트에서 5개의 랜덤시료 중에서 발견된 부적합품수가 1개일 확률을 이항분포로 계산하면 약 얼마인가?

  1. 0.1648
  2. 0.3915
  3. 0.6085
  4. 0.8352
(정답률: 49%)
  • 이항분포의 확률질량함수는 다음과 같습니다.

    P(X=k) = (n choose k) * p^k * (1-p)^(n-k)

    여기서 n은 로트 크기, p는 부적합품률, k는 발견된 부적합품수입니다. 이 문제에서는 n=1000, p=0.15, k=1입니다.

    따라서 계산하면 다음과 같습니다.

    P(X=1) = (1000 choose 1) * 0.15^1 * 0.85^999
    = 1000 * 0.15 * 0.85^999
    ≈ 0.3915

    따라서 정답은 "0.3915"입니다.
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