금속재료기능장 필기 기출문제복원 (2017-03-05)

금속재료기능장 2017-03-05 필기 기출문제 해설

이 페이지는 금속재료기능장 2017-03-05 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

금속재료기능장
(2017-03-05 기출문제)

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1과목: 임의 구분

1. 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 서랭하고 Ms점 이하에서 급랭한다.
(정답률: 85%)
  • 담금질 균열을 방지하기 위해서는 항온변태 곡선에서 코(nose) 부분까지는 빠르게 냉각(급랭)하여 변태를 피하고, $M_s$점 이하에서는 냉각 속도를 늦추어 서랭함으로써 내부 응력을 완화해야 합니다.
  • 항온변태 곡선(TTT곡선)의 '코(nose)'는 오스테나이트가 가장 빠르게 펄라이트 또는 베이나이트로 변태하는 지점입니다. 담금질의 목적은 마르텐사이트를 얻어 강을 경화시키는 것이므로, 일반적으로 이 코 부분을 빠르게 통과하여 펄라이트나 베이나이트 변태를 피해야 합니다. '코까지 서랭(천천히 냉각)'하는 것은 펄라이트 변태를 유도하여 경화를 방해할 수 있습니다.
    Ms점(Martensite start temperature) 이하에서 급랭하는 것은 마르텐사이트 변태가 일어나는 구간에서 급격한 냉각을 의미하는데, 이는 오히려 부피 팽창을 동반하는 마르텐사이트 변태와 급격한 온도 변화로 인한 열 응력이 동시에 작용하여 균열을 발생시킬 위험이 큽니다.
    담금질 균열을 방지하면서 마르텐사이트를 얻는 대표적인 방법 중 하나인, 마르템퍼링(Martempering)은 Ms점 바로 위까지 급랭한 후 잠시 유지하여 온도를 균일하게 만든 다음, Ms점 이하로 천천히 냉각시켜 변태 응력을 완화하는 방법입니다. 보기의 설명은 이러한 균열 방지 열처리 방법과는 다릅니다.
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2. 설퍼프린트시험에 관한 내용으로 틀린 것은?

  1. 이 시험은 강 중에 있는 S의 편석이나 분포상태를 알수 있는 시험이다.
  2. 인화지를 10∼20% 질산 수용액에 30분 이상 담근 인화지를 사용한다.
  3. MnS+H2SO4→MnSO4+H2S 와 같은 반응식을 나타낸다.
  4. 2AgBr+H2S→Ag2S+2HBr 와 같은 반응식을 나타낸다.
(정답률: 75%)
  • 설퍼프린트 시험 시 인화지는 질산 수용액이 아니라 1~5% 황산 수용액에 약 5분간 침지하여 사용해야 합니다.

    오답 노트

    질산 수용액: 황산 수용액을 사용해야 함
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3. 분말야금의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 절삭공정을 생략할 수 있다.
  2. 다공질의 금속재료를 만들 수 있다.
  3. 분말야금 제품으로는 필터나 함유베어링 등이 있다.
  4. 제조과정에서 용융점까지의 온도로 올려야 제조가 가능하다.
(정답률: 80%)
  • 분말야금은 금속 분말을 압축 성형한 후, 재료의 용융점보다 낮은 온도에서 가열하여 결합시키는 소결 과정을 통해 제품을 제조하는 방식입니다.
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4. 구리판, 알루미늄 판 및 기타 연성의 판재를 가압 성형하여 재료의 변형능력 즉 연성을 알기 위한 시험방법은?

  1. 항절시험
  2. 굽힘시험
  3. 크리프시험
  4. 에릭센시험
(정답률: 79%)
  • 에릭센시험은 구리나 알루미늄과 같은 연성 판재에 구형 펀치를 가압하여 파단될 때까지의 깊이를 측정함으로써 재료의 변형능력(연성)을 평가하는 시험방법입니다.
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5. 염욕로(salt bath furnace)의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 산화 및 탈탄 등을 방지할 수 있다.
  2. 열전도도가 낮아 가열속도가 느리다.
  3. 소량 다품종 부품의 열처리에 적합하다.
  4. 대류가 잘되어 균일한 온도 분포를 유지할 수 있다.
(정답률: 76%)
  • 염욕로는 용융염을 매개체로 사용하여 열전달 효율이 매우 높기 때문에 가열 속도가 매우 빠릅니다.

    오답 노트

    산화 및 탈탄 방지: 용융염이 표면을 덮어 산소 차단
    소량 다품종: 개별 가열이 용이함
    균일 온도: 액체 매질의 대류 작용으로 온도 분포가 일정함
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6. 질화처리에서 질화 경도의 향상에 가장 효과적인 원소는?

  1. W
  2. Mg
  3. Ni
  4. Al
(정답률: 65%)
  • 질화처리 시 Al(알루미늄)은 질소와 결합하여 매우 단단한 AlN(질화알루미늄) 석출물을 형성함으로써 경도를 비약적으로 향상시키는 효과가 있습니다.
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7. 쾌삭강에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 황(S)복합쾌삭강은 S쾌삭강에 Mg를 동시에 첨가하여 쾌삭성을 더욱 향상시킨 초쾌삭강이다.
  2. 연(Pb)쾌삭강은 Fe 중에 고용하여 Chip Breaker작용과 윤활작용을 하며 열처리에 의한 재질개선은 할 수 없다.
  3. 황(S)쾌삭강은 MnS으 형태로 분산시켜 Chip Breaker작용과 피삭성을 향상시킨 강으로 저탄소강보다 약 2배의 절삭속도를 낼 수 있다.
  4. 칼슘(Ca)쾌삭강은 쾌삭강을 갖게 되면 기계적 성질이 저하되며, 칼슘계 개재물이 공구의 절삭면에 용착되어 공구를 빨리 마모시킨다.
(정답률: 76%)
  • 쾌삭강의 특성과 종류에 대한 문제입니다. 황(S)쾌삭강은 황이 망간과 결합하여 $\text{MnS}$ 형태로 분산되어 칩 브레이커 역할을 하며, 이를 통해 절삭 속도를 크게 향상시킬 수 있습니다.

    오답 노트

    황(S)복합쾌삭강: $\text{Mg}$가 아닌 $\text{Pb}$ 등을 첨가하여 향상
    연(Pb)쾌삭강: 열처리를 통한 재질 개선 가능
    칼슘(Ca)쾌삭강: 공구 마모를 줄이고 기계적 성질 저하를 방지함
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8. 체심입방격자와 면심입방격자의 충전율로 옳은 것은?

  1. 체심입방격자: 68%, 면심입방격자: 74%
  2. 체심입방격자: 74%, 면심입방격자: 68%
  3. 체심입방격자: 74%, 면심입방격자: 74%
  4. 체심입방격자: 85%, 면심입방격자: 68%
(정답률: 77%)
  • 금속 결정 구조의 공간 효율성을 나타내는 충전율(Atomic Packing Factor)에 대한 암기 문제입니다. 체심입방격자(BCC)는 약 68%, 면심입방격자(FCC)는 약 74%의 충전율을 가집니다.
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9. 강의 오스테나이트 결정 입도 시험 방법 중 교차점의 수를 세는 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 측정선이 결정입계에 접할 때는 2개의 교차점으로 계산한다.
  2. 측정선의 끝이 정확하게 하나의 결정입계에 닿을 때는 교차점의 수를 1/2개로 계산한다.
  3. 교차점이 우연히 3개의 결정립이 만나는 곳에 일치할 때는 3개의 교차점으로 계산한다.
  4. 불규칙한 형상을 갖는 결정립의 경우, 측정선이 2개의 다른 지점에서 같은 결정립을 양분할 때는 1개의 교차점으로 계산한다
(정답률: 70%)
  • 강의 오스테나이트 결정 입도 측정 시 교차점 계수법의 원리를 묻는 문제입니다. 측정선의 끝점이 결정입계에 정확히 닿은 경우에는 전체 선의 절반만 고려하여 0.5개로 계산하는 것이 표준입니다.

    오답 노트

    측정선이 결정입계에 접할 때: 1개로 계산
    3개 결정립이 만나는 지점: 2개로 계산
    같은 결정립을 양분할 때: 각각의 교차점을 모두 계산
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10. 피로시험에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 지름이 크면 피로 한도는 커진다.
  2. 노치가 있는 시험편의 피로 한도는 크다.
  3. 표면이 거친 것이 고운 것보다 피로 한도가 커진다.
  4. 노치가 없을 때와 있을 때의 피로한도비를 노치 계수라 한다.
(정답률: 70%)
  • 피로시험에서 노치가 없을 때의 피로한도와 노치가 있을 때의 피로한도 비율을 노치 계수라고 정의합니다.

    오답 노트

    지름이 크면: 피로 한도는 일반적으로 감소함
    노치가 있는 경우: 응력 집중으로 인해 피로 한도가 낮아짐
    표면이 거친 경우: 표면 결함으로 인해 피로 한도가 낮아짐
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11. 강철봉을 수랭하는 경우 냉각의 3단계가 나타난다. 2단계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 강철봉과 물의 접촉이 없는 구간으로 냉각속도와는 전혀 관계가 없다.
  2. 가열된 강재의 표면에 증기막이 생겨 열전도율이 작아져서 강의 냉각은 비교적 늦다.
  3. 수중기의 발생이 없는 대류단계이며, 강의 온도와 물의 온도 차가 적어지므로 냉각 속도는 늦어진다.
  4. 강 표면에서 심한 비등이 일어나고 강 표면이 직접 물과 접촉하므로 전도와 대류에 의해 열이 방출되어 급속히 냉각된다.
(정답률: 76%)
  • 강철봉 수랭 시 냉각 2단계는 비등 단계로, 강 표면에서 격렬한 비등이 일어나며 물과 직접 접촉하여 전도와 대류에 의해 열이 매우 빠르게 방출되는 급속 냉각 구간입니다.

    오답 노트

    가열된 표면에 증기막이 생겨 냉각이 늦은 단계: 1단계(증기막 단계)
    수중기 발생이 없는 대류 단계: 3단계(대류 단계)
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12. 결정입도 측정법에 있어 시험면을 적당한 배율로 확대한 사진 위에 일정 길이의 직선을 임의방향으로 긋고 이 직선과 결정립이 만나는 점의 수를 측정하여 단위 길이당 교차점의 수를 표시하는 방법은?

  1. 헤인법
  2. 비교법
  3. 체퍼리스법
  4. 조직량 측정법
(정답률: 79%)
  • 시험면 사진 위에 임의의 직선을 긋고 결정립과의 교차점 수를 측정하여 단위 길이당 교차점 수로 입도를 결정하는 방법은 헤인법입니다.
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13. 진공열처리는 진공 중에서 제품을 열처리하는 것이다. 다음 중 1atm 과 다른 것은?

  1. 760 Torr
  2. 2.1 lb/ft2
  3. 760 mmHg
  4. 1.01×105 Pa
(정답률: 81%)
  • 표준 대기압 $1\text{ atm}$의 단위 환산 값을 확인하는 문제입니다.
    $$1\text{ atm} = 760\text{ Torr} = 760\text{ mmHg} = 1.01325 \times 10^{5}\text{ Pa}$$
    실제 $1\text{ atm}$은 약 $2116\text{ lb/ft}^{2}$이므로, $2.1\text{ lb/ft}^{2}$는 대기압보다 약 1000배 이상 작은 압력입니다.
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14. 침투탐상검사 표시방법에서 염색침투액과 용제제거에 의한 방법 및 속건식 현상제를 사용할 때의 기호 표시로 옳은 것은?

  1. VA-D
  2. FC-A
  3. VC-S
  4. FA-W
(정답률: 71%)
  • 침투탐상검사의 기호 표시법에 따라 염색침투액(Visible)은 V, 용제제거(Solvent)는 C, 속건식 현상제(Solvent-developed)는 S로 표기하므로 VC-S가 정답입니다.
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15. 비파괴 검사 시 음향방출시험법의 표기로 옳은 것은?

  1. RT
  2. UT
  3. MT
  4. AET
(정답률: 73%)
  • 비파괴 검사법의 약어 문제입니다. 음향방출시험법은 Acoustic Emission Test의 약자인 AET로 표기합니다.

    오답 노트

    RT: 방사선투과시험
    UT: 초음파탐상시험
    MT: 자분탐상시험
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16. 충격시험에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, E: 충격흡수에너지, Ao: 노치부 단면적, W: 해머의 무게(kg), R: 해머의 회전축 중심에서부터 해머의 중심까지의 거리(m), α: 해머를 올렸을 때의 각도, β: 시험편 파괴 후 해머가 올라간 각도이다.)

  1. 충격값을 구하는 식은 E/Ao 이다.
  2. 저온 및 고온 충격시험이 가능하다.
  3. 충격시험은 충격인성을 알 수 있는 시험 방법이다.
  4. 충격흡수에너지(E)를 구하는 식은 WR(cosα-cosβ) 이다.
(정답률: 67%)
  • 충격시험에서 충격흡수에너지 $E$는 해머가 올라간 높이 차이에 의한 위치 에너지 변화량으로 계산합니다. 해머가 파괴 후 올라간 각도 $\beta$와 처음 올렸을 때의 각도 $\alpha$를 이용하여 에너지를 구해야 합니다.
    $$\text{충격흡수에너지} = E$$
    $$\text{기본 공식: } E = WR(\cos\beta - \cos\alpha)$$
    $$\text{결과: } WR(\cos\beta - \cos\alpha)$$
    따라서 $WR(\cos\alpha - \cos\beta)$라고 설명한 내용은 수식이 잘못되었습니다.
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17. 심랭 처리(sub-zero treatment)시 발생하는 각종 응력 및 균열의 방지대책으로 가장 적당한 것은?

  1. 심랭 처리 후 물속에 투입하는 급속 해동법은 피한다.
  2. 심랭 처리 온도에서 승온할 때는 공기 해동시킨다.
  3. 심랭 처리 전 100℃ 정도에서 가벼운 뜨임을 한다.
  4. 가급적 대형 부품이나 두께가 두꺼운 부품만을 처리한다.
(정답률: 75%)
  • 심랭 처리 시 급격한 온도 변화로 인한 내부 응력과 균열을 방지하기 위해서는, 처리 전 $100^{\circ}C$ 정도에서 가벼운 뜨임을 수행하여 조직을 안정시키는 것이 가장 적절한 대책입니다.
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18. 그림과 같이 면심입방격자(FCC)로 된 A원자와 B원자의 규칙격자 원자배열에서 A와 B의 조성을 나타내는 것은?

  1. AB
  2. AB3
  3. A3B
  4. A3B3
(정답률: 80%)
  • 제시된 이미지의 FCC 규칙격자 구조에서 원자 수를 계산합니다.
    A원자(검은색)는 꼭짓점 8개에 위치하므로 $8 \times \frac{1}{8} = 1$개입니다.
    B원자(흰색)는 면심 6개에 위치하므로 $6 \times \frac{1}{2} = 3$개입니다.
    따라서 A와 B의 조성비는 $AB_{3}$가 됩니다.
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19. 철강 재료의 특성 향상을 위하여 첨가하는 원소에 관한 일반적인 설명으로 옳은 것은?

  1. Ni을 첨가하면 전기자적 성능을 개선한다.
  2. Cr을 첨가하면 내식성과 경도가 증가한다.
  3. Si을 첨가하면 뜨임취성을 방지한다
  4. Ti을 첨가하면 오스테나이트 결정입자 성장을 촉진한다.
(정답률: 74%)
  • 철강 재료에 특정 원소를 첨가하여 기계적, 화학적 성질을 개선하는 원리를 묻는 문제입니다. Cr을 첨가하면 내식성과 경도가 증가하는 특성이 있습니다.

    오답 노트

    Ni: 인성 및 저온충격저항 증가
    Si: 전자기적 특성 및 내열성 증가
    Ti: 결정입자 조절
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20. 열간 압연을 한 강 중 탄소량이 0.6% 이하인 기계 구조용 탄소강을 절삭 가공이 쉽도록 하기 위한 열처리는?

  1. 뜨임
  2. 담금질
  3. 완전풀림
  4. 노멀라이징
(정답률: 68%)
  • 탄소량 0.6% 이하의 기계 구조용 탄소강을 완전히 냉각시켜 조직을 균질화하고 내부 응력을 제거하여 절삭 가공성을 높이는 열처리는 완전풀림입니다.
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2과목: 임의 구분

21. 방사선의 성질 중 아주 높은 에너지의 X선의 광양자가 원자핵 근처의 강한 전장을 통과할 때,광양자가 소멸하고 그 대신에 음전자와 양전자가 생성되는 현상은?

  1. 톰슨 산란
  2. 광전 효과
  3. 콤프톤 산란
  4. 전자쌍 생성
(정답률: 72%)
  • 고에너지 X선 광양자가 원자핵의 강한 전장 영향으로 소멸하며 음전자와 양전자의 쌍을 생성하는 현상을 전자쌍 생성이라고 합니다.
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22. 구조물을 제작하고자 할 때 부식을 발생시키지 않는 재료 선정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 갈바닉(Galvanic)계열에서 서로 가까운 재료를 선정한다.
  2. 대양극 소음극으로 설계(예:Bolt나 Nut)를 하거나, 이것이 불가하면 절연을 실시한다.
  3. 집중적인 공식 부식을 억제하기 위하여 페인트(Paint)를 음극(Noble Metal)에 실시한다.
  4. 갈바닉(Galvanic)부식의 가장 위험한 조건은 소양극(小陽極)-대음극(大陰極)보다 소음극(小陰極)-대양극(大陽極)이다
(정답률: 73%)
  • 갈바닉 부식은 양극의 면적이 작고 음극의 면적이 클수록(소양극-대음극) 전류 밀도가 집중되어 부식 속도가 급격히 빨라지므로 가장 위험합니다.

    오답 노트

    소음극-대양극: 부식을 줄일 수 있는 안전한 조건임
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23. 자분탐상 검사법 중 시험체의 구멍에 관통봉(도체)을 통과시키고 전류를 통하여 자화시키는 자화방법으로 원형자계를 형성하는 방법은?

  1. 코일법
  2. 극간법
  3. 전류 관통법
  4. 자속 관통법
(정답률: 70%)
  • 시험체의 구멍에 도체(관통봉)를 직접 통과시켜 전류를 흘림으로써 원형 자계를 형성하는 방법은 전류 관통법입니다.
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24. 탄소강 중에 탄소량이 증가함에 따라 물리적 성질의 변화에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비중이 증가한다.
  2. 전기적 저항이 증가한다.
  3. 열팽창계수가 증가한다.
  4. 열전도도가 증가한다.
(정답률: 63%)
  • 탄소강에서 탄소 함유량이 증가하면 격자 왜곡이 심해져 전자의 이동을 방해하므로 전기적 저항이 증가합니다.

    오답 노트

    비중: 감소
    열팽창계수: 감소
    열전도도: 감소
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25. 금속 고체 내의 격자결함에서 면결함이 아닌 것은?

  1. 공공(vacancy)
  2. 적층결함(stacking fault)
  3. 결정립계(grain boundary)
  4. 쌍정립계(twin boundary)
(정답률: 74%)
  • 공공(vacancy)은 원자가 있어야 할 자리가 비어 있는 상태로, 면결함이 아니라 점결함(Point Defect)에 해당합니다.
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26. 열전대용으로 사용되는 Ni-Cr계 합금의 특징으로 틀린 것은?

  1. 전기저항이 대단히 적다.
  2. 내식성이 크고 산화도가 적다.
  3. Fe 및 Cu에 대한 열전 효과가 크다.
  4. 내열성이 크고 고온에서 경도 및 강도의 저하가 적다.
(정답률: 60%)
  • Ni-Cr계 합금은 전기저항이 대단히 큰 것이 특징입니다.

    오답 노트

    전기저항: 매우 큼
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27. 고망간 강에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 기지 조직은 시멘타이트이다.
  2. 가공경화성과 파괴에 대한 인성은 매우 작다.
  3. 기지 조직을 단상으로 만들기 위해 수인처리를 한다.
  4. 열전도성이 우수하고 팽창계수가 작아 열변형을 일으키지 않는다.
(정답률: 57%)
  • 고망간강은 오스테나이트 조직을 안정화하여 기지 조직을 단상으로 만들기 위해 수인처리를 수행합니다.

    오답 노트

    기지 조직: 오스테나이트
    가공경화성 및 인성: 매우 큼
    열전도성: 낮음
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28. 마그네슘 및 그 합금에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 마그네슘의 융점은 약 650℃ 정도이다.
  2. 마그네슘의 비중은 약 1.74 정도이다.
  3. 엘렉트론은 Mg-Al에 Zn과 Mn을 첨가한 합금이다.
  4. 마그네슘합금은 고온에서 잘 산화가 되지 않으며, 탈가스 처리가 필요하지 않다.
(정답률: 76%)
  • 마그네슘 합금은 반응성이 매우 커서 고온에서 산화가 잘 되며, 특히 발화하기 쉬운 성질이 있어 엄격한 관리가 필요합니다. 따라서 고온에서 산화가 되지 않으며 탈가스 처리가 필요하지 않다는 설명은 틀린 내용입니다.
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29. 다이캐스팅용 아연합금의 입간부식을 억제하는 원소는?

  1. Mg
  2. Sn
  3. Cd
  4. Pb
(정답률: 64%)
  • 아연합금에서 Mg(마그네슘)은 불순물인 납(Pb)이나 주석(Sn)에 의해 발생하는 입계 부식을 억제하는 역할을 하여 내식성을 향상시킵니다.
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30. 초소성을 얻기 위한 조직의 조건 및 원칙으로 옳은 것은?

  1. 재료에 변태가 없어야 한다.
  2. 모상 입계는 저경각인 편이 좋다.
  3. 모상 입계가 인장 분리 하기 쉬워야 한다.
  4. 제2상의 강도는 원칙적으로 모상과 같은 정도인 것이 좋다.
(정답률: 53%)
  • 초소성을 얻기 위해서는 변형 시 모상과 제2상 사이의 변형 불일치를 최소화해야 하므로, 제2상의 강도가 원칙적으로 모상과 비슷한 수준인 것이 유리합니다.

    오답 노트

    재료에 변태가 없어야 한다: 변태가 수반되어야 초소성이 나타나는 경우가 많음
    모상 입계는 저경각인 편이 좋다: 고경각 입계가 유리함
    모상 입계가 인장 분리 하기 쉬워야 한다: 입계 분리가 일어나면 안 됨
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31. 초음파 탐상시험을 하려고 할 때 기름 등의 접촉 매질을 사용하는 가장 큰 이유는?

  1. 시험체의 표면결함을 쉽게 확인하기 위하여
  2. 초음파를 효과 좋게 시험체에 전달시키기 위하여
  3. 탐촉자를 접촉시킬 때 시험체 표면에 흠을 주어 초음파 전달을 원활하게 하기 위하여
  4. 시험체와 탐촉자와의 마찰을 크게 하여 탐촉자의 전달을 원활하게 하기 위하여
(정답률: 73%)
  • 초음파는 공기와 같은 기체 속에서 전달 효율이 매우 낮기 때문에, 탐촉자와 시험체 사이의 공기층을 제거하고 초음파를 효과적으로 전달시키기 위해 기름이나 물 같은 접촉 매질을 사용합니다.
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32. 그라인더를 이용하여 강의 성분 또는 강종을 간단하게 확인하는 시험법은?

  1. 자석시험
  2. 불꽃시험
  3. 현미경시험
  4. 분광분석시험
(정답률: 82%)
  • 그라인더로 강재를 갈 때 발생하는 불꽃의 색상, 모양, 비산 상태 등을 관찰하여 강의 성분이나 강종을 간이로 판별하는 방법이 불꽃시험입니다.
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33. 저탄소강을 침탄하여 침탄층의 경도를 측정하고자 할 때 사용하는 가장 적합한 경도계는?

  1. 쇼어 경도계
  2. 비커스 경도계
  3. 마이어 경도계
  4. 브리넬 경도계
(정답률: 67%)
  • 침탄층과 같이 매우 얇은 표면 경화층의 경도를 측정하기 위해서는 압입자가 매우 작고 정밀한 비커스 경도계가 가장 적합합니다.
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34. 와류탐상시험에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 시험체에 비접촉으로 탐상이 가능하다.
  2. 고온 부위의 시험체에는 탐상이 불가능하다.
  3. 표면에서 깊은 위치에 내부 결함 검출이 가능하다.
  4. 복잡한 형상을 갖는 시험체의 전면 탐상에 적합하다.
(정답률: 74%)
  • 와류탐상시험은 전자기 유도 현상을 이용하므로 시험체에 직접 접촉하지 않고도 비접촉 탐상이 가능하다는 것이 가장 큰 특징입니다.

    오답 노트

    고온 부위의 시험체에는 탐상이 불가능하다: 고온에서도 탐상 가능
    표면에서 깊은 위치에 내부 결함 검출이 가능하다: 표면 및 표면 근처의 결함 검출에 적합
    복잡한 형상을 갖는 시험체의 전면 탐상에 적합하다: 형상이 복잡하면 와류의 흐름이 변해 탐상이 어려움
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35. 항온 열처리와 관계가 없는 것은?

  1. IT 곡선
  2. CCT 곡선
  3. TTT 곡선
  4. 오스템퍼링
(정답률: 62%)
  • 항온 열처리는 일정한 온도에서 유지하는 공정으로 TTT 곡선(등온변태곡선)과 IT 곡선, 그리고 이를 응용한 오스템퍼링이 해당됩니다. 반면 CCT 곡선(연속냉각변태곡선)은 온도를 계속 낮추는 연속 냉각 과정에서의 변태를 나타내므로 항온 열처리와 관계가 없습니다.
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36. 인장시험에서 나타나는 현상 중 틀린 것은?

  1. 인장시험시 연신상태는 시편의 각 부분에 따라 다르다.
  2. 인장응력은 외측에서 최소가 되고 중심에 대하여 증가한다.
  3. 후크의 법칙에 의하여 응력과 변형량의 비는 탄성 한계 내에서는 일정값이 된다.
  4. 항복점이 뚜렷하지 않은 재료는 0.2%의 영구변형이 생기는 응력을 항복강도 또는 내력으로 한다.
(정답률: 64%)
  • 인장시험 시 인장응력은 외측에서 최대가 되고 중심부로 갈수록 감소하는 특성을 가집니다.

    오답 노트

    인장응력은 외측에서 최소가 되고 중심에 대하여 증가한다: 응력 분포가 반대로 설명됨
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37. 처음에 주어진 특성 모양의 것이 인장 등으로 소성 변형된 다음에도 가열에 의하여 원래의 모양으로 돌아가는 현상을 이용한 합금은?

  1. 수소저장합금
  2. 초내열합금
  3. 형상기억합금
  4. 고강도합금
(정답률: 84%)
  • 소성 변형된 합금이 가열 시 원래의 모양으로 되돌아오는 성질을 형상 기억 효과라고 하며, 이를 이용한 재료가 형상기억합금입니다.
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38. 열처리 냉각제의 특성을 옳게 설명한 것은?

  1. 소금물은 물보다 냉각능력이 크다.
  2. 물은 강하게 교반하면 냉각이 지연된다.
  3. 물은 40℃ 이상으로 하여 냉각하면 더욱 냉각능력이 향상된다.
  4. 기름은 물보다 냉각능력이 우수하므로 담금질시 변형에 주의해야 한다.
(정답률: 70%)
  • 소금물은 순수한 물보다 비등점이 높고 기포 발생을 억제하여 냉각 속도를 높이기 때문에 냉각능력이 더 큽.

    오답 노트

    물 교반: 강하게 교반하면 냉각 속도가 빨라집니다.
    물 온도: 온도가 낮을수록 냉각능력이 향상됩니다.
    기름: 물보다 냉각능력이 낮아 변형과 균열이 적습니다.
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39. 금속의 응고 시 과랭(super cooling)의 정도가 커지면 결정립은 어떻게 되는가?

  1. 결정립이 조대해진다.
  2. 결정립이 미세해진다.
  3. 결정립의 크기에 변화가 없다.
  4. 결정립이 미세해 졌다 다시 조대화 된다.
(정답률: 69%)
  • 냉각 속도가 빨라져 과랭(과냉도)의 정도가 커지면, 응고 시 핵 생성 속도가 빨라져 더 많은 핵이 생성되므로 결과적으로 결정립의 크기가 미세해집니다.
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40. 금속의 변태점을 측정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 열 분석법
  2. 열 팽창법
  3. 전기저항법
  4. 형광검사법
(정답률: 76%)
  • 금속의 변태점은 열 분석법, 열 팽창법, 전기저항법, 비열법, 자기분석법, X선 분석법 등을 통해 측정합니다.

    오답 노트

    형광검사법: 표면 결함을 검출하는 비파괴 검사법입니다.
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3과목: 임의 구분

41. 황동가공재를 상온에 방치하거나 사용 중 시간의 경과에 따라 경도 등 여러 성질이 연화되는 현상은?

  1. 저온풀림경화
  2. 경년변화
  3. 자연균열
  4. 시효경화
(정답률: 71%)
  • 황동 가공재를 상온에 방치했을 때 시간이 경과함에 따라 경도나 강도 등의 성질이 변화(연화 또는 경화)하는 현상을 경년변화라고 합니다.
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42. 주철의 일반적인 특성을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 흑연편이 클수록 자기 감응도가 나빠진다.
  2. 주철의 비중은 C와 Si 등이 많을수록 커진다.
  3. 주철은 인장강도가 압축강도의 3∼4배 정도된다.
  4. 주철은 S의 함유량이 많을수록 유동성이 좋아진다.
(정답률: 46%)
  • 주철 내의 흑연편이 크고 조잡할수록 자기적 특성이 저하되어 자기 감응도가 나빠집니다.

    오답 노트

    비중: C와 Si 함량이 많을수록 비중은 작아짐
    강도: 인장강도보다 압축강도가 훨씬 큼
    유동성: S가 아닌 P(인)의 함유량이 많을수록 좋아짐
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43. 재료에 대한 강성계수(G)를 측정하기에 가장 좋은 시험법은?

  1. 커핑시험
  2. 마모시험
  3. 피로시험
  4. 비틀림시험
(정답률: 67%)
  • 강성계수(G), 즉 전단탄성계수는 재료가 비틀림 하중을 받았을 때 변형되는 정도를 나타내는 지표입니다. 따라서 재료에 비틀림을 가해 변형량을 측정하는 비틀림시험이 강성계수를 측정하기에 가장 적합합니다.
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44. 열간금형공구강(STD61)을 HRC 50 이상의 경도를 얻기 위해 실시해야 하는 담금질, 뜨임 온도 및 냉각방법으로 옳은 것은?

  1. 담금질 : 800∼850℃ 수랭, 뜨임 : 220∼320℃ 유랭
  2. 담금질 : 850∼990℃ 공랭, 뜨임 : 300∼450℃ 유랭
  3. 담금질 : 1000∼1050℃ 공랭, 뜨임 : 550∼650℃ 공랭
  4. 담금질 : 1100∼1200℃ 수랭, 뜨임 : 650∼700℃ 공랭
(정답률: 61%)
  • STD61과 같은 합금강은 Cr, W, Mo, V 등 탄화물 안정화 원소가 포함되어 있어, $550^{\circ}C$ 부근에서 뜨임 시 경도가 다시 증가하는 2차 경화 현상이 나타납니다. 따라서 HRC 50 이상의 고경도를 얻기 위해 담금질은 $1000\sim1050^{\circ}C$ 공랭, 뜨임은 $550\sim650^{\circ}C$ 공랭 조건이 가장 적절합니다.
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45. 금속침투법(cementation)중 강재 표면에 B을 침투시키는 방법은?

  1. 보로나이징(boronizing)
  2. 크로마이징(chromizing)
  3. 실리코나이징(siliconizing)
  4. 칼로라이징(calorizing)
(정답률: 76%)
  • 금속침투법은 강재 표면에 특정 원소를 확산시켜 성질을 개선하는 방법입니다. 붕소(B)를 침투시켜 표면 경도를 높이는 방법은 보로나이징(boronizing)입니다.

    오답 노트

    크로마이징: 크롬(Cr) 침투
    실리코나이징: 실리콘(Si) 침투
    칼로라이징: 알루미늄(Al) 침투
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46. 열처리 노(furnace)의 균일한 온도분포 유지를 위한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전열식은 연소식보다 열원 배치상 제어가 쉽다.
  2. 가열방식은 직접가열보다 간접가열이 효과적이다.
  3. 노 내 가스의 흐름은 정지상태보다 팬(fan) 교반이 유리하다.
  4. 승온과 유지 시간을 가능한 한 짧게 하여 온도분포를 균일하게 한다.
(정답률: 65%)
  • 노 내의 온도 분포를 균일하게 유지하기 위해서는 충분한 승온 시간과 유지 시간이 확보되어야 재료 전체에 열이 고르게 전달됩니다. 따라서 승온과 유지 시간을 가능한 한 짧게 한다는 설명은 온도 균일성을 저해하는 잘못된 방법입니다.
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47. 금속 조직 시험을 하기 전에 시험편의 준비 순서로 옳은 것은?

  1. 마운팅→시험편 채취→폴리싱→부식→관찰
  2. 마운팅→시험편 채취→부식→관찰→폴리싱
  3. 시험편 채취→폴리싱→마운팅→관찰→부식
  4. 시험편 채취→마운팅→폴리싱→부식→관찰
(정답률: 79%)
  • 금속 조직 시험을 위한 표준 시편 준비 순서는 다음과 같습니다.
    1. 시험편 채취: 분석할 부위를 절단
    2. 마운팅: 작은 시편을 고정하기 위해 수지로 감쌈
    3. 폴리싱: 표면을 거울처럼 매끄럽게 연마
    4. 부식: 화학 약품으로 조직을 드러냄
    5. 관찰: 현미경으로 조직 분석
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48. 확산에 의한 표면경화법이 아닌 것은?

  1. 침탄법
  2. 질화법
  3. 칼로라이징
  4. 고주파 경화법
(정답률: 63%)
  • 침탄법, 질화법, 칼로라이징은 화학 성분을 표면에 확산시켜 경화시키는 확산법입니다. 반면 고주파 경화법은 고주파 유도 가열 후 급냉시키는 열처리 방식이므로 확산법에 해당하지 않습니다.
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49. Al-Si 합금에서 초정 Si을 미세화시키는 처리는?

  1. 용체화처리
  2. 개량처리
  3. 시효경화처리
  4. 분산강화처리
(정답률: 64%)
  • Al-Si 합금에서 조대한 초정 Si 입자를 미세하게 분산시켜 기계적 성질을 향상시키는 공정을 개량처리라고 합니다.
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50. 설비배치 및 개선의 목적을 설명한 내용으로 가장 관계가 먼 것은?

  1. 재공품의 증가
  2. 설비투자 최소화
  3. 이동거리의 감소
  4. 작업자 부하 평준화
(정답률: 69%)
  • 설비배치의 목적은 생산 효율성을 극대화하는 것입니다. 이동거리 감소, 설비투자 최소화, 작업 부하 평준화를 통해 낭비를 줄이는 것이 핵심이며, 재공품의 증가는 생산 효율을 떨어뜨리는 결과이므로 배치 개선의 목적과 정반대되는 내용입니다.
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51. 검사의 종류 중 검사공정에 의한 분류에 해당되지 않는 것은?

  1. 수입검사
  2. 출하검사
  3. 출장검사
  4. 공정검사
(정답률: 79%)
  • 검사공정에 의한 분류는 제품이 흐르는 단계에 따라 수입검사, 공정검사, 출하검사로 구분합니다. 출장검사는 검사 장소나 목적에 따른 분류에 해당합니다.
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52. 워크 샘플링에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 워크 샘플링은 일명 스냅리딩(Snap Reading)이라 불린다.
  2. 워크 샘플링은 스톱워치를 사용하여 관측대상을 순간적으로 관측하는 것이다.
  3. 워크 샘플링은 영국의 통계학자 L.H.C.Trppet가 가동률 조사를 위해 창안한 것이다.
  4. 워크 샘플링은 사람의 상태나 기계의 가동상태 및 작업의 종류 등을 순간적으로 관측하는 것이다.
(정답률: 63%)
  • 워크 샘플링은 정해진 시간에 순간적으로 관측하는 통계적 방법으로, 스톱워치를 사용하여 시간을 직접 측정하는 스톱워치법과는 완전히 다른 개념입니다.
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53. 3σ법의 관리도에서 공정이 관리상태에 있는데도 불구하고 관리상태가 아니라고 판정하는 제1종 과오는 약 몇 %인가?

  1. 0.27
  2. 0.54
  3. 1.0
  4. 1.2
(정답률: 62%)
  • 정규분포에서 평균을 중심으로 $\pm 3\sigma$ 범위 내에 포함될 확률은 $99.73\%$입니다. 따라서 관리 상태임에도 불구하고 이 범위를 벗어나 관리 상태가 아니라고 잘못 판정할 확률(제1종 과오)은 전체 $100\%$에서 $99.73\%$를 뺀 값입니다.
    $$100 - 99.73 = 0.27$$
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54. 설비보전조직 중 지역보전(area maintenance)의 장·단점에 해당하지 않는 것은?

  1. 현장 왕복 시간이 증가한다.
  2. 조업요원과 지역보전요원과의 관계가 밀접해진다.
  3. 보전요원이 현장에 있으므로 생산 본위가 되며 생산의욕을 가진다.
  4. 같은 사람이 같은 설비를 담당하므로 설비를 잘 알며 충분한 서비스를 할 수 있다.
(정답률: 74%)
  • 지역보전은 보전요원이 특정 지역에 상주하며 설비를 관리하는 방식이므로, 현장에 즉시 대응이 가능하여 현장 왕복 시간이 감소하는 것이 특징입니다.
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55. 부적합품률이 20%인 공정에서 생산되는 제품을 매시간 10개씩 샘플링 검사하여 공정을 관리하려고 한다. 이 때 측정되는 시료의 부적합품 수에 대한 기댓값과 분산은 역 얼마인가?

  1. 기대값 : 1.6, 분산 : 1.3
  2. 기대값 : 1.6, 분산 : 1.6
  3. 기대값 : 2.0, 분산 : 1.3
  4. 기대값 : 2.0, 분산 : 1.6
(정답률: 63%)
  • 시료의 부적합품 수는 이항분포를 따르며, 기댓값(평균)과 분산 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = n \times p$$
    $$V = n \times p \times (1 - p)$$
    ② [숫자 대입]
    $$E = 10 \times 0.2$$
    $$V = 10 \times 0.2 \times 0.8$$
    ③ [최종 결과]
    $$E = 2.0$$
    $$V = 1.6$$
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56. 사업주가 상시 분진 작업에 관련된 업무에 근로자를 종사하도록 하는 경우 알려야 하는 사항이 아닌 것은?

  1. 작업장 및 개인 위생 관리
  2. 분진의 입자크기와 연소범위
  3. 호흡용 보호구의 사용 방법
  4. 분진의 발산 방지와 작업장의 환기 방법
(정답률: 70%)
  • 사업주는 근로자에게 분진의 유해성, 발산 방지 및 환기 방법, 위생 관리, 보호구 사용법, 질병 예방방법을 알려야 합니다.

    오답 노트

    분진의 입자크기와 연소범위: 이는 기술적인 물성치로, 근로자에게 필수적으로 알려야 하는 안전보건 교육 사항에 해당하지 않습니다.
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57. 위험예지훈련에서 활용하는 브레인스토밍(Brain Storming)의 4원칙이 아닌 것은?

  1. 비판 금지
  2. 대량 발언
  3. 수정발언 금지
  4. 자유분방한 발언
(정답률: 70%)
  • 브레인스토밍의 4원칙은 비판 금지, 자유분방, 대량 발언, 수정 발언(결합 및 개선)입니다.

    오답 노트

    수정발언 금지: 타인의 아이디어를 수정하거나 보완하여 더 좋은 아이디어로 발전시키는 것은 권장 사항입니다.
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58. 자동제어계의 요소에 일정 진폭으로 사인파상으로 변화하는 입력을 넣고, 이에 대한 출력의 진폭과 위상의 편차를 조사함으로써 요소의 성질을 알 수 있는 방법은?

  1. 상태공간법
  2. 위상평면법
  3. 주파수응답법
  4. 공정속도분석법
(정답률: 69%)
  • 입력으로 사인파(정현파)를 가하여 주파수 변화에 따른 출력의 진폭 변화와 위상 차이를 분석함으로써 시스템의 특성을 파악하는 방법이 주파수응답법입니다.
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59. 시스템의 출력을 입력단에 되돌려 기준입력과 비교하여 그 오차가 감소되도록 동작시키는 방식은?

  1. 플랜트(Plant)
  2. 서보 시스템(Rervo system)
  3. 개루프 제어(Open loop control)
  4. 되먹임 제어(Feedback control)
(정답률: 75%)
  • 출력값을 다시 입력단으로 되돌려(Feedback) 기준 입력과 비교하고, 그 차이인 오차를 줄여나가는 제어 방식이 되먹임 제어(Feedback control)의 핵심 원리입니다.
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60. 전기 회로 중 AND 회로에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 입력이 여러 개 있을 때, 입력 접점의 신호 어는 하나만 들어오면 출력 측이 동작하게 되는 회로
  2. 입력이 여러 개 있을 때, 여러 개의 입력 접점 신호가 모두 들어와야만 출력이 나타나는 회로
  3. 입력 측에 전압이 가해지면 바로 출력 측에 신호가 나타나지 않고, 일정시간이 지나야 출력 신호가 나타나는 회로
  4. 출력과 입력이 서로 반대되는 회로로 입력이 ON 이면 출력은 OFF, 입력이 OFF 이면 출력은 ON 이 되는 부정회로
(정답률: 73%)
  • 논리 회로 중 AND 회로의 기본 동작 원리를 묻는 문제입니다. AND 회로는 모든 입력 조건이 동시에 충족(ON)되어야만 출력이 발생하는 '논리곱' 회로입니다.

    오답 노트

    하나만 들어와도 동작: OR 회로
    일정 시간 후 출력: 타이머 회로
    입력과 출력이 반대: NOT 회로
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