금속재료기능장 필기 기출문제복원 (2011-04-17)

금속재료기능장 2011-04-17 필기 기출문제 해설

이 페이지는 금속재료기능장 2011-04-17 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

금속재료기능장
(2011-04-17 기출문제)

목록

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: 75%)
  • 와류탐상시험은 상온뿐만 아니라 고온 환경에서도 시험이 가능합니다.

    오답 노트
    적용 대상: 전기 전도성이 있는 도체에만 적용 가능
    검출 한계: 표면 결함 검출에 유리하며 내부 결함 검출은 곤란함
    판별 특성: 결함의 정확한 종류나 형상, 치수 판별에는 한계가 있음
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2. 동일한 조건하에서 다음 중 냉각능이 가장 빠른 것은?

  1. 물
  2. 기름
  3. 공기
  4. 노내
(정답률: 92%)
  • 냉각 매질의 냉각능(냉각 속도)은 일반적으로 물 > 기름 > 공기 > 노내 순으로 빠릅니다. 따라서 물이 가장 빠른 냉각능을 가집니다.
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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%)
  • 풀림은 재료를 가열 후 천천히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 경화를 완화하며 인성을 부여하는 열처리 방법입니다.
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4. 칠드주물에서 칠(Chill)의 깊이를 증가시키는 원소는?

  1. Mn
  2. Al
  3. C
  4. Si
(정답률: 74%)
  • 칠드주물에서 칠(Chill)의 깊이를 증가시키는 원소는 Mn(망간)입니다. Mn은 흑연화를 억제하고 백주철 영역을 확대하여 칠 깊이를 깊게 만드는 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: 89%)
  • 재료에 항복강도보다 낮은 응력이라도 반복적으로 가해졌을 때, 미세한 균열이 성장하여 결국 파괴되는 현상을 피로파괴라고 합니다.
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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: 74%)
  • 오스템퍼링은 오스테나이트 상태에서 베이나이트 변태 온도 직상으로 급냉시킨 후 일정 시간 유지하여 베이나이트 조직을 얻는 열처리법입니다. 이를 통해 강도와 인성을 동시에 확보하고 균열을 방지할 수 있습니다.
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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: 75%)
  • 초음파 탐상 시 반사파의 크기는 매질과 결함 사이의 음향 임피던스 차이가 클수록 크게 나타납니다. 기공은 내부가 공기로 채워져 있어 금속 재료와의 임피던스 차이가 가장 극심하므로 반사파가 가장 크게 검출됩니다.
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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: 79%)
  • 해드필드 강은 망간($Mn$)을 약 $11 \sim 14\%$ 함유한 고망간강으로, 상온에서도 오스테나이트 조직을 유지하여 내마모성이 매우 뛰어난 것이 특징입니다.
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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: 79%)
  • 염욕제는 고온에서 안정적이어야 하며 취급이 용이해야 합니다. 흡습성이 크면 수분을 흡수하여 산화물 생성이나 폭발 위험이 있으므로 흡습성은 작아야 합니다.

    오답 노트
    점성, 불순물, 조해성: 공정 효율과 품질을 위해 각각 낮거나 적어야 하는 조건들입니다.
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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: 55%)
  • 두 원소 간의 전기 음성도 차이가 클수록 치환형 고용체를 형성하기보다는 금속간 화합물을 형성하기가 더 쉬워집니다.

    오답 노트
    원자가: 높은 원자가 금속에 더 많이 용해됨
    원자 반지름: 차이가 $15\%$ 미만일 때 치환형 고용체 형성 용이
    결정 구조: 동일한 결정 구조일 때 고용도가 높음
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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: 63%)
  • 지향성을 예리하게 하여 결함 위치 측정 정밀도를 높이기 위해서는 진동자 치수가 큰 것을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    결함 위치 측정 정밀도 향상: 고주파수 사용
    임상에코 억제: 저주파수 사용
    빔 거리 최적화: 적절한 굴절각 사용
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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: 82%)
  • 설정 온도와 현재 온도의 편차에 비례하여 온-오프(on-off) 시간비를 조절함으로써 정밀하게 온도를 제어하는 방식은 비례식 제어입니다.
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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: 90%)
  • 시험면에 임의의 직선을 긋고 결정립계와의 교차점 수를 측정하여 결정입도를 결정하는 방법은 헤인법의 핵심 원리입니다.
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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 경도 시험에서 압입자와 하중의 조합에 따라 스케일이 결정됩니다. $1/16$ 인치 강구를 사용하고 시험하중 $100\text{kg}$을 적용하는 조건은 B scale의 표준 규격입니다.
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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: 86%)
  • 담금질 시 연점(soft spot)은 냉각 속도가 부족하거나 표면의 탄소 함량이 낮을 때 발생합니다. 탈탄된 부분은 탄소 농도가 낮아 경화가 되지 않으므로, 담금질 전에 반드시 탈탄 부분을 제거해야 연점 발생을 방지할 수 있습니다.
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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: 81%)
  • HSLA강(고강도 저합금강)의 결점을 보완하고 자동차 경량화를 위해 강도와 연성을 동시에 높인 재료는 DP강(Dual Phase Steel, 복합조직강)입니다.
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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: 67%)
  • 방사선투과사진의 명암도(Contrast)는 필름의 특성, 현상 조건, 산란방사선의 양 등에 의해 결정됩니다. 스크린-필름의 접촉상태는 명암도가 아니라 이미지의 선명도(Definition)에 영향을 주는 요소입니다.
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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: 67%)
  • 취성재료에서 균열이 전파되기 시작하는 임계 응력 $\sigma_{c}$는 탄성에너지 $E$, 비표면 에너지 $\gamma_{s}$, 균열 길이의 절반 $a$의 관계식으로 정의됩니다.
    $$\sigma_{c} = ( \frac{2E\gamma_{s}}{\pi a} )^{\frac{1}{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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19. 가스질화법에서 암모니아 가스가 고온으로 가열될 때 분해과정을 나타낸 식으로 옳은 것은?

(정답률: 67%)
  • 가스질화법에서 암모니아 가스는 고온으로 가열되면 질소와 수소로 분해되며, 이 중 활성 질소가 강철 표면으로 확산됩니다. 해당 분해 반응식은 다음과 같습니다.
    $$\text{2NH}_3 \rightleftharpoons \text{N}_2 + \text{3H}_2$$
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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: 87%)
  • 리프트용 와이어로프의 안전 기준에 따르면, 소선의 절단 수가 한 꼬임(1 pitch)에서 전체 소선 수의 10%를 초과하지 않아야 합니다.

    오답 노트
    소선의 수가 25% 이상 절단되지 않을 것: 기준치인 10%를 초과하여 잘못 설명되었습니다.
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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: 82%)
  • 교육적 원인은 작업자가 지식, 기능, 숙련도 면에서 부족하여 발생하는 원인을 말합니다. 안전수칙이 제정되어 있지 않은 것은 관리적 체계의 부재에 해당하므로 관리적 원인입니다.

    오답 노트
    안전지식 부족, 안전수칙 오인지, 경험 및 훈련 부족: 모두 작업자의 교육 수준과 관련된 교육적 원인입니다.
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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: 67%)
  • 결정입도번호 $N$이 주어졌을 때, 100배 배율에서 1평방인치당 결정 입자수 $n$을 구하는 공식을 사용합니다.
    ① $n = 2^{N-1}$
    ② $n = 2^{8-1}$
    ③ $n = 128$
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23. 다음 중 Al 합금을 개량처리 하여 강화시킨 합금은?

  1. 실루민
  2. 엘린바
  3. 콘스탄탄
  4. 모넬메탈
(정답률: 75%)
  • 실루민은 알루미늄(Al)에 실리콘(Si)을 첨가하여 유동성과 강도를 개량한 알루미늄 합금입니다.
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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: 84%)
  • 베릴륨 청동은 구리에 베릴륨을 첨가하여 석출 경화 처리를 함으로써 동합금 중 가장 높은 강도와 경도를 가지는 합금입니다.
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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: 75%)
  • 사고예방대책의 3E는 기술(Engineering), 교육(Education), 독려/관리(Enforcement)를 의미합니다.

    오답 노트
    재정(Economics)은 3E의 구성 요소에 포함되지 않습니다.
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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: 75%)
  • 확산 어닐링은 황(S) 함량이 높은 강재에서 입계에 편석된 황화물을 확산시켜 미세하게 분산시킴으로써 재료의 성질을 균일하게 만드는 열처리입니다.
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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: 67%)
  • 금속의 순도가 높을수록 불순물에 의한 이동 방해가 적어지므로 재결정 진행이 더 촉진됩니다.

    오답 노트
    가공 전 결정립 크기, 처리 온도, 변형량은 모두 재결정 속도와 최종 결정립 크기에 영향을 주는 핵심 요인입니다.
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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: 82%)
  • 설퍼프린트 시험 시 인화지는 질산수용액이 아니라 5~10%의 알코올 수용액에 담가 사용해야 합니다.

    오답 노트
    반응식: $MnS + H_{2}SO_{4} \rightarrow MnSO_{4} + H_{2}S$ 반응이 맞음
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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: 80%)
  • 솔리드 모델링은 물체의 내부까지 정보가 포함된 3차원 모델링으로, 가시선과 은선을 구분하여 은선의 제거가 가능하며 물리적 성질 계산 및 단면도 작성이 용이합니다.

    오답 노트
    물리적 성질 계산 불가능: 가능함
    단면도 작성 불가능: 가능함
    형상 파악 어려움: 이동 및 회전이 자유로워 파악이 쉬움
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30. 금속이 응고될 때 불순물이 최종적으로 모이는 곳은?

  1. 결정립계
  2. 결정의 모서리
  3. 금속의 표면
  4. 결정립의 중심부
(정답률: 87%)
  • 금속이 응고될 때 불순물은 결정 성장 과정에서 밀려나 결국 결정과 결정이 만나는 경계면인 결정립계에 최종적으로 모이게 됩니다.
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31. 다이캐스팅용 아연합금의 입간부식을 억제하는 원소는?

  1. Cu
  2. Sn
  3. Cd
  4. Pb
(정답률: 52%)
  • 다이캐스팅용 아연합금에서 Cu(구리)는 내식성을 향상시키고 특히 입간부식을 억제하는 역할을 합니다.
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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: 72%)
  • 전단응력은 가해진 하중을 전단 면적으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\tau = \frac{F}{A} = \frac{F}{\pi \times d \times t}$$
    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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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: 59%)
  • R type 열전대의 성분은 (+)87Pt-13Rh, (-)Pt이며, 상용한도는 약 $1600^{\circ}C$까지 가능하므로 설명이 틀렸습니다.
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34. Ni 및 Al의 주된 슬립면은?

  1. {100}
  2. {110}
  3. {111}
  4. {211}
(정답률: 79%)
  • Ni(니켈)과 Al(알루미늄)은 면심입방격자(FCC) 구조를 가지며, FCC 구조의 주된 슬립면은 가장 조밀한 면인 {111} 면입니다.
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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: 62%)
  • 인은 강 속에서 입계에 $Fe_{3}P$ 화합물을 형성하여 상온 충격 저항을 저하시키고 저온 취성을 유발하는 원소입니다.

    오답 노트
    탄소: 경도 및 강도 향상
    황: 적열취성 원인
    망간: $FeS$ 형성 억제 및 취성 방지
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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: 80%)
  • 시험체의 구멍을 통과시킨 도체에 전류를 흘려보내어 그 주변에 형성되는 자기장으로 자화시키는 방법은 전류 관통법입니다.
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37. 주조결질합금으로 주조한 상태로 사용하는 스텔라이트(stellite)의 주성분이 아닌 것은?

  1. W
  2. V
  3. Co
  4. Cr
(정답률: 65%)
  • 스텔라이트(Stellite)는 코발트(Co)를 기지로 하여 크롬(Cr)과 텅스텐(W)을 첨가한 내마모성·내식성 주조 합금입니다. V(바나듐)은 스텔라이트의 주성분에 포함되지 않습니다.
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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: 66%)
  • 서보 기구는 피드백 제어를 통해 목표치에 따라 기계적 변위를 정밀하게 제어하는 시스템으로, 근거리뿐만 아니라 원격 제어에도 널리 사용되는 것이 특징입니다.
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39. 탄소강에서 탄소량의 증가에 따라 감소하지 않는 것은?

  1. 비열
  2. 비중
  3. 열전도율
  4. 열팽창계수
(정답률: 64%)
  • 탄소강에서 탄소량이 증가함에 따라 비중, 열전도율, 열팽창계수는 감소하는 특성을 가집니다. 반면 비열, 전기 저항, 항자력은 탄소량 증가에 따라 함께 증가합니다.
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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: 69%)
  • 담금질 경도 부족은 탄소량이 적거나, 가열 온도가 낮거나, 냉각 속도가 느려 마르텐사이트 변태가 충분히 일어나지 않을 때 발생합니다. 따라서 담금질 냉각속도가 빠를 때는 오히려 경도가 증가하므로 경도 부족의 원인이 될 수 없습니다.
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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: 57%)
  • 마그네슘(Mg)은 화학적으로 매우 활성도가 높아 산성 용액에 쉽게 부식되는 반면, 알칼리성 용액에 대해서는 강한 내성을 가집니다.

    오답 노트
    소성가공성: 상온에서 변형이 어려워 주로 열간 가공함
    감쇠능: 진동 흡수 능력이 매우 뛰어남
    Fe 함유: 철 성분이 불순물로 들어가면 부식을 촉진하며, 이를 억제하기 위해 Mn을 첨가함
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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: 84%)
  • 티타늄(Ti)은 비중이 약 $4.5$로 가볍고 강도가 높아 강도/중량비가 매우 우수하며, 표면에 강한 산화막을 형성하여 내식성이 뛰어납니다. 또한 조밀육방격자(HCP) 구조를 가지는 대표적인 항공기 기체 재료입니다.
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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: 59%)
  • 비정질 합금은 원자 배열의 장거리 규칙성이 없는 구조적 특성 덕분에 결정립계가 존재하지 않아 일반적인 결정질 합금보다 강도가 매우 높고 탄성 한계가 큽니다.

    오답 노트
    결정이방성이 없다: 결정 구조가 없으므로 방향에 따른 성질 차이가 없음
    장거리 규칙성이 없다: 비정질의 정의임
    고온 가열 시 결정화: 에너지를 얻어 안정적인 결정 구조로 변함
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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: 75%)
  • 고주파 담금질 시 급격한 가열과 냉각으로 인한 열응력을 줄이기 위해서는 적절한 예열이 필수적입니다. 예열을 하지 않고 가열하는 것은 오히려 균열 발생 가능성을 높이는 위험한 방법입니다.
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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: 86%)
  • 담금질 균열을 방지하려면 급냉 시 발생하는 내부 응력을 최소화해야 합니다. 항온변태 곡선의 코(nose) 부분은 변태가 가장 빠르게 일어나는 지점으로, 이곳을 통과하여 서냉하면 마르텐사이트 조직이 아닌 펄라이트나 베이나이트가 형성되어 담금질 효과가 사라집니다. 따라서 코를 피해서 빠르게 냉각한 후 $M_s$점 이하로 내려가야 합니다.
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46. 인장시험을 함으로써 알아볼수 있는 재료의 물리적 성질이 아닌 것은?

  1. 인장강도
  2. 단면수축율
  3. 연신율
  4. 흡수에너지
(정답률: 81%)
  • 인장시험은 재료를 양쪽에서 당겨 파괴될 때까지의 성질을 측정하는 시험으로, 인장강도, 연신율, 단면수축율 등을 구할 수 있습니다.

    오답 노트
    흡수에너지: 충격시험(Charpy 또는 Izod 시험)을 통해 측정하는 성질입니다.
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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: 87%)
  • 면심입방격자(FCC) 구조에서 원자의 개수를 분석합니다.
    1. A 원자(검은색): 꼭짓점 8개 $\times \frac{1}{8} = 1$개
    2. B 원자(흰색): 면심 6개 $\times \frac{1}{2} = 3$개
    따라서 A와 B의 비율은 $1:3$이 되어 조성은 $AB_{3}$가 됩니다.
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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: 50%)
  • 담금질 후 탈탄된 표면층은 탄소 함량이 낮아지므로, 탄소가 거의 없는 순철 조직인 페라이트(Ferrite)가 형성되어 현미경 상에서 백색으로 나타납니다.
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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: 77%)
  • 현미경시험은 조직의 형상, 결정립 크기, 결함 등을 시각적으로 관찰하는 방법입니다.

    오답 노트
    화학성분과 기계적 성질: 분광분석기나 인장시험기, 경도기 등을 통해 측정해야 하며 현미경으로는 직접 관찰할 수 없습니다.
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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: 63%)
  • 담금질성(hardenability)은 강의 화학 성분에 따라 담금질 경화 깊이가 결정되는 성질을 말하며, 이 중 탄소 함유량($C\%$)이 경도와 경화 깊이에 가장 결정적인 영향을 미칩니다.
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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: 78%)
  • Calorizing은 제품을 가열하여 표면에 알루미늄을 피복 및 확산시켜 내식성과 내열성을 높이는 금속침투법입니다.

    오답 노트
    Sherardizing: 아연(Zn) 확산
    Chromizing: 크로뮴(Cr) 확산
    Boronizing: 붕소(B) 확산
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52. 그림과 같은 제품에서 냉각 속도가 가장 빠른 부분은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 86%)
  • 주물 제품의 냉각은 주형(금형)과 직접 맞닿아 열교환이 가장 활발하게 일어나는 외곽 모서리 부분부터 시작됩니다. 따라서 이미지에서 가장 바깥쪽 끝단인 ④ 부분이 냉각 속도가 가장 빠릅니다.
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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: 71%)
  • 탄소강을 $200\sim300^{\circ}C$ 범위로 가열하면 인장 강도와 경도가 상온보다 증가하여 재료가 취약해지는 현상이 발생하며, 이때 표면에 파란색 산화 피막이 형성되므로 청열취성이라고 합니다.
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54. 비커즈 경도계의 다이아몬드 피라미드의 꼭지 대면각은 몇 도인가?

  1. 120°
  2. 136°
  3. 148°
  4. 150°
(정답률: 81%)
  • 비커스 경도계는 정사면체 다이아몬드 압입자를 사용하며, 이때 압입자의 꼭지 대면각은 $136^{\circ}$입니다.

    오답 노트
    약 $120^{\circ}$: 브리넬 경도계의 강구 또는 초경구 각도
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55. Ralph M. Barnes 교수가 제시한 동작경제의 원칙 중 작업장 배치에 관한 원칙(Arrangement of the workplace)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: 69%)
  • 작업장 배치 원칙은 공구의 위치, 조명, 운반 방법 등 물리적 환경을 최적화하는 것입니다. 가급적 용이하고 자연스런 리듬을 타고 일할 수 있도록 작업을 구성하는 것은 작업장 배치가 아니라 인체 동작(신체 사용)에 관한 원칙입니다.
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56. 다음 중 계량값 관리도에 해당되는 것은?

  1. c 관리도
  2. nP 관리도
  3. R 관리도
  4. u 관리도
(정답률: 67%)
  • 관리도는 측정 가능한 연속적인 수치인 계량값 관리도와 개수를 세는 계수값 관리도로 나뉩니다. R 관리도(범위 관리도)는 계량값 관리도에 해당합니다.

    오답 노트
    c 관리도, nP 관리도, u 관리도: 결점 수나 불량률을 세는 계수값 관리도입니다.
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57. 다음 검사의 종류 중 검사공정에 의한 분류에 해당되지 않는 것은?

  1. 수입검사
  2. 출하검사
  3. 출장검사
  4. 공정검사
(정답률: 87%)
  • 검사공정에 의한 분류는 원재료가 들어오는 시점부터 제품이 나가는 시점까지의 흐름에 따라 수입검사, 공정검사, 출하검사로 나눕니다. 출장검사는 검사 장소나 목적에 따른 분류일 뿐, 공정 흐름에 따른 분류가 아닙니다.
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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: 76%)
  • 실패코스트는 제품의 품질이 기준에 미달하여 발생하는 비용입니다. 시험 코스트는 제품이 규격에 맞는지 확인하고 측정하는 과정에서 발생하므로 평가코스트에 해당합니다.

    오답 노트
    불량대책 코스트, 재가공 코스트, 설계변경 코스트: 품질 불량으로 인해 발생하는 전형적인 실패코스트입니다.
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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: 77%)
  • 주공정(Critical Path)은 시작점에서 종료점까지 가는 여러 경로 중 소요 시간이 가장 긴 최장 경로를 의미합니다.

    각 경로의 합계를 계산하면 다음과 같습니다.
    1-2-5-6 경로: $10 + 20 + 12 = 42$
    1-2-4-5-6 경로: $10 + 8 + 14 + 12 = 44$
    1-3-6 경로: $15 + 30 = 45$
    따라서 가장 시간이 오래 걸리는 1-3-6 경로가 주공정이 됩니다.
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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: 57%)
  • 시료의 크기가 로트 크기에 비해 충분히 작으므로 이항분포를 사용하여 부적합품이 1개 발견될 확률을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P(x) = {}_{n}C_{x} p^{x} (1-p)^{n-x}$
    ② [숫자 대입] $P(1) = {}_{5}C_{1} (0.15)^{1} (0.85)^{4}$
    ③ [최종 결과] $P(1) = 0.3915$
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