18년 1회차

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

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금속재료기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

18년 1회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

상의 계면(interface)에 대한 설명 중 틀린 것은?

1계면에너지가 작은 면의 성장속도는 느리다.

2원자간 결합에너지가 클수록 계면 에너지가 크다.

3정합 계면을 가진 석출물은 성장하면서 정합성을 상실할 수 있다.

4두 상의 결정구조, 조성 또는 방위가 다른 경우도 계면에서 두 상 사이에 변형을 일으키지 않는 원자대응이 이루어지더라도 정합계면을 이룰 수 없다.

문제 2

두 개의 원자가 상호 교환하는 대신에 3개 또는 4개의 원자가 집단으로 링(ring) 상으로 회전함으로써 위치가 변하는 확산 기구는?

1간접 교환형 기구

2직접 교환형 기구

3밀집 이온형 기구

4격자간 원자형 기구

문제 3

순철에서 체심입방격자에서 면심입방격자로 변태하는 것을 무엇이라 하는가?

1자기변태

2상온변태

3고온변태

4동소변태

문제 4

공정반응에서 층상조직을 형성할 때 층상간격은 냉각속도에 따라 어떻게 변하는가?

1냉각속도가 빨라지면 넓어진다.

2냉각속도가 빨라지면 좁아진다.

3냉각속도에 관계없이 조성에 따라 넓어진다.

4조성과 냉각속도와는 상관없이 항상 일정하다.

문제 5

오스테나이트가 마텐자이트로 변화할 때의 특징과 관계없는 것은?

1급속 냉각함에 의하여 일어나는 변태이다.

2확산에 의하여 일어나는 변태이다.

3Ms 점은 조성에 따라서 변한다.

4협동적 원자운동에 의한 변태이다.

문제 6

전위(dislocation)의 스트레인 에너지와 관련이 가장 먼 것은?

1전위의 방향

2버거스 벡터

3전위의 총 길이

4재료의 전단계수

문제 7

다음 포정형 상태도에서 X 합금의 열분석곡선은 어느 것이 가장 적합한가?

문제 8

금속간 화합물의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

1전기저항이 크다.

2소성변형이 쉽다.

3복잡한 결정구조를 갖는다.

4성분금속의 원자가 결정의 단위격자 내에서 일정한 자리를 점유하고 있다.

문제 9

금속재료의 강도를 증가시키는 방법이 아닌 것은?

1고용강화

2석출강화

3분산강화

4결정립조대화 강화

문제 10

결정의 구조에서 축의 길이가 a = b = c 이고 축각이 α = β = γ가 = 90° 인 결정계는?

1단사정체

2삼사정계

3입방정계

4정방정계

문제 11

쇼트키(shottky) 결함은 다음 중 어느 결함에 속하는가?

1점결함

2선결함

3면간결함

4체적결함

문제 12

금속의 변태점 측정에 사용되는 방법이 아닌 것은?

1열분석법

2전기저항법

3열팽창법

4마크로검사법

문제 13

Fe-C 평형상태도에서 오스테나이트를 서냉할 때, 약 723℃에서 일어나는 변태는?

1공정변태

2공석변태

3포정변태

4편석변태

문제 14

다음 중 입방정의 면지수와 방향지수가 서로 직교하는 것은?

1(100)과 [100]

2(100)과 [010]

3(001)과 [110]

4(001)과 [100]

문제 15

2원합금의 1차 고용체에서 용매원자에 대한 용질원자의 고용도에 영향을 미치는 Hume-Rothery 인자가 아닌 것은?

1공공

2원자크기

3음의 원자가

4상대적 원자가

정답 및 해설

공공(空孔, vacancy)은 합금 자체의 고용도를 결정하는 요소가 아니라, 형성된 고용체 내에서 열적 결함으로 존재하는 점결함이므로 고용도에 직접 영향을 미치지 않는다.

Hume-Rothery 법칙은 2원합금의 1차 고용체(固溶體) 형성 가능성을 결정하는 4가지 인자를 제시하며, 다음이 고용도에 직접 영향을 미치는 핵심 인자들이다.

원자크기 차이(보통 15% 이내)
음의 원자가(electropositivity 차이)
상대적 원자가(valency 차이)

이 세 인자들은 원자 간 결합력, 원자 크기 부적합성, 전자 농도 등을 통해 고용체의 안정성을 제어한다.

문제 16

금속에서 규칙-불규칙변태에 대한 설명 중 틀린 것은?

1원자의 배열이 바뀐다.

2규칙-불규칙변태는 넓은 온도범위에 걸쳐 일어난다.

3규칙-불규칙에 따라 금속재료의 성질변화는 발생하지 않는다.

4고온에서 불규칙 상태의 고용체를 천천히 냉각하면 어떤 온도에서 규칙격자가 형성되는 온도를 전이온도라 한다.

문제 17

[그림]은 순금속의 냉각 곡선이다. 융점에서 수평을 이루는데 여기서 Gibbs의 상률을 적용한 자유도(E)는? (단, 압력이 일정하다.)

문제 18

금속재료를 냉간 가공한 후 어닐링처리를 행할 때 일어나는 회복과정에 관련된 내용이 아닌 것은?

1경도의 감소

2전위밀도의 감소

3전기전도도의 증가

4결정립 형상의 변화

문제 19

다음 그림은 어떤 형의 규칙격자 구조를 나타내는가?

1체심입방격자 AB형

2면심입방격자 AB형

3체심입방격자 AB₃형

4면심입방격자 AB₃형

문제 20

베이나이트(bainite)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1베이나이트는 상부베이나이트, 하부베이나이트로 나눌 수 있다.

2하부베이나이트는 페라이트 가지들이 군집하여 깃털 모양을 하고 있다.

3연속냉각 혹은 등온변태를 시킬 때 생성되는 조직이다.

4페라이트와 시멘타이트 사이의 탄소확산에 의하여 생성된다.

정답 및 해설

베이나이트는 상부(upper)와 하부(lower) 베이나이트로 분류되며, 연속냉각 또는 등온변태로 생성되는 조직이다(1, 3번 맞음). 베이나이트 생성은 페라이트와 시멘타이트 간의 탄소확산에 의해 이루어진다(4번 맞음). 2번은 베이나이트의 형태 설명이 잘못되었는데, 상부베이나이트가 페라이트 침상들이 비교적 느슨하게 배열되고 시멘타이트가 침상 사이에 산재하는 형태인 반면, 하부베이나이트는 페라이트 침상이 더 가늘고 조밀하게 배열되며 시멘타이트가 페라이트 내부에 매우 미세하게 분포하는 구조를 가진다. 하부베이나이트가 페라이트 가지들의 "깃털 모양(feathery)"을 보이는 것이 아니라 상부베이나이트가 상대적으로 그러한 형태를 나타낸다.

문제 21

시효(aging)현상과 관련이 없는 것은?

1석출

2비열

3과포화

4고용한도

문제 22

Babbit Metal의 주요 성분으로 옳은 것은?

1Cu-Pb

2Pb-Sn-Sb

3Sn-Sb-Cu

4Zn-Al-Cu

문제 23

내해수성이 좋고 수압이나 증기압에도 잘 견디므로 선박용 재료 등에 사용되는 실용 주석 청동은?

1문쯔메탈

2퍼멀로이

3하스텔로이

4애드미럴티 건 메탈

정답 및 해설

애드미럴티 건메탈은 Cu-Sn(약 10%)-Zn(약 2%)계 실용 주석 청동이다. 내해수성이 좋고 수압·증기압에 잘 견뎌 선박용 부품에 쓰인다. 문쯔메탈은 6-4 황동, 퍼멀로이는 Ni-Fe계 자성합금, 하스텔로이는 Ni기 내식합금이다.

문제 24

구상흑연주철에서 구상화에 미치는 원소의 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

1스테다이트(steadite)는 P에 의해서 생성된다.

2연성의 재질을 얻기 위해서는 P의 함량이 적은 편이 좋다.

3탄소당량(CE)값이 아공정으로 내려갈수록 수축결함이 잘 나타난다.

4탄소당량(CE)값이 과공정구역에 들어가면 흑연은 구상화되기 어렵다.

문제 25

다음 중 실용적 수소저장합금이 가져야 할 성질이 아닌 것은?

1수소의 흡수와 방출속도가 클 것

2수소의 흡수와 방출 시 평형압력의 차가 클 것

3상온근방에서 수 기압의 수소해리 평형 압력을 가질 것

4단위 중량 및 단위체적당 수소 흡수와 방출량이 많을 것

문제 26

고망간강(high manganese steel)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1기지는 오스테나이트(austenite)조직을 갖는다.

2열처리에는 수인법(water toughening)을 이용한다.

3열전도성이 좋고 팽창계수가 작아 열변형을 일으키지 않는다.

4항복정은 낮으나 인장강도는 높게 되어 파괴에 대하여 높은 인성을 나타낸다.

문제 27

Mg 금속에 대한 설명으로 틀린 것은?

1비중이 약 1.7 정도이다.

2알루미늄보다 쉽게 부식한다.

3면심입방격자(BCC)구조를 갖는다.

4Zr의 첨가로 결정립은 미세하고, 희토류 원소의 첨가로 고온크리프 특성이 우수하다.

문제 28

담금질한 상태의 강은 경도가 매우 높으나 취약해서 실용할 수 없어 변태점 이하의 적당한 온도로 재가열하여 사용해 인성과 같은 기계적 성질을 향상시키는 열처리법은?

1어닐링(annealing)

2담금질(quenching)

3뜨임(tempering)

4노멀라이징(normalizing)

문제 29

쾌삭강(free cutting steel)의 피삭성을 증가시키는 합금 원소는?

2Si

3Ni

4Se

문제 30

강의 조직 중에서 가장 큰 팽창을 하는 것은?

1펄라이트(Pearlite)

2소르바이트(Sorbite)

3마텐자이트(Martensite)

4오스테나이트(Austenite)

문제 31

강의 상온취성(cold shortness)에 주요 원인이 되는 원소는?

1Mn

2Si

문제 32

오스테나이트계 스테인리스강의 부식을 입계부식과 응력부식균열로 나눌 때 입계부식을 방지하기 위한 방법이 아닌 것은?

1탄소 함량을 약 0.03% 미만으로 낮게 한다.

2쇼트 피닝을 실시하고, 고 Ni 재료를 사용한다.

3Cr 탄화물의 석출을 막기 위하여 Ti, Nb등을 첨가한다.

4고온으로 가열하여 Cr탄화물을 고용시킨 후에 급냉한다.

정답 및 해설

쇼트 피닝은 표면 압축응력을 유도하여 응력부식균열을 완화하는 기법이고, 고 Ni 재료는 응력부식균열 저항성을 높이는 조치이므로 입계부식 방지와는 무관하다.

입계부식은 Cr 탄화물이 결정입계에 석출되면서 그 주변의 Cr이 결핍되어 발생하므로, 방지 방법은 탄소 함량 저감, Cr 탄화물 석출 방지(Ti·Nb 첨가), 용체화 처리(고온 가열 후 급냉)에 집중된다.

탄소 함량 감소: 입계부식 방지의 표준 방법이다.
티타늄·니오븀 첨가: 입계부식 방지의 표준 방법이다.
용체화 처리: 입계부식 방지의 표준 방법이다.

문제 33

황동의 자연균열(season crack)을 방지하기 위한 방법을 설명한 것 중 틀린 것은?

1도료나 아연도금을 한다.

2응력제거 풀림을 한다.

3Sn이나 Si를 첨가한다.

4Hg 및 그 화합물을 첨가한다.

정답 및 해설

황동의 자연균열(season crack)은 잔류응력과 환경(특히 암모니아)의 복합작용으로 발생하는 응력부식균열이다. 방지 방법으로 ① 도료나 아연도금은 환경(암모니아)으로부터 차단 ② 응력제거 풀림은 잔류응력 감소 ③ Sn이나 Si 첨가는 황동의 부식저항성 및 기계적 성질 개선으로 모두 유효하다. 반면 ④ Hg(수은) 및 그 화합물을 첨가하는 것은 오히려 황동의 취성을 증가시켜 균열을 촉진하므로 방지 방법이 아니라 악화 원인이 된다.

문제 34

다음 중 변압기의 철심으로 사용되는 전자강판(규소강판)으로 가장 적합한 합금강은?

1Fe-3%Si 강

2SKH2 강

3Hadfield 강

413Cr 스테인리스 강

정답 및 해설

변압기의 철심으로 사용되는 전자강판은 규소(Si) 함유량이 높은 Fe-Si 합금강이어야 한다. 규소를 3% 정도 첨가하면 전기저항이 증가하여 와전류 손실을 감소시키고, 투자율(투과성)이 우수하며 철손이 작아 변압기 효율이 향상된다. SKH2는 고속도공구강(HSS), Hadfield 강은 망간강(내마모성), 13Cr 스테인리스는 부식저항 소재로서 변압기 철심 용도와 무관하다. 따라서 Fe-3%Si 강이 전자강판으로 가장 적합하다.

문제 35

분말을 캡슐에 넣어 진공 밀폐한 것을 고압용기에 넣은 후 고온고압의 불활성가스에서 압력을 가하여 압축과 소결을 동시에 실시하는 성형법은?

1소결단조법

2사출성형법l

3분무성형법

4열간정수압성형법

문제 36

조직검사에서 조직의 양을 측정하는 방법이 아닌 것은?

1면적 측정법

2직선 측정법

3점의 측정법

4직각의 측정법

문제 37

다이캐스팅용 아연합금에서 합금의 강도와 경도를 증가시키고 유동성 개선을 위하여 첨가되는 합금 원소는?

1Al

2Li

3Si

4Sn

문제 38

섬유강화복합재료에서 섬유 축방향으로 인장력을 가하여 파단하는 경우에 복합재료의 강도와 관계없는 인자는? (단, 섬유와 모재의 계면에서 파단이 일어나지 않는다고 가정한다.)

1쌍정

2섬유의 강도

3섬유의 용적률

4모재 금속의 파단변형에서의 응력

문제 39

10~30% Ni이 함유된 Ni-Cu합금으로 가공성과 내식성이 좋아 화폐, 열교환기 등에 사용되는 것은?

1백동(Cupronickel)

2인바(Invar)

3콘스탄탄(Constantan)

4모넬메탈(Monel metal)

정답 및 해설

Ni-Cu 합금에서 10~30% Ni 함유의 조성을 가지며 가공성과 내식성이 우수한 합금은 백동(Cupronickel)이다. 백동은 이 조성 범위에서 은백색 광택, 우수한 내식성(특히 해수 부식 저항성), 양호한 가공성을 나타내어 화폐, 열교환기, 해양 부품 등에 널리 사용된다.

인바: Fe-Ni 합금(저열팽창계수)
콘스탄탄: Cu-Ni 합금이지만 45% Ni 함유로 고저항성 합금
모넬메탈: Ni 기지 합금(60~70% Ni)

이들은 각각 다른 특성과 용도를 가진다.

문제 40

빙점 이하의 저온에서 잘 견디는 내한강의 조직은?

1페라이트

2펄라이트

3마텐자이트

4오스테나이트

문제 41

노외 정련법 중 진공설비가 없는 것은?

1VAD법

2LF법

3VOD법

4RH-OB법

문제 42

Maxwell 관계식 중 틀린 것은?

문제 43

강의 일반적인 탈황(S)조건의 설명으로 틀린 것은?

1염기도가 높아야 유리하다.

2Ca, Mg 등의 원소를 용강에 첨가한다.

3온도는 일반적으로 높은 것이 유리하다.

4C, Si 등이 용철 중에 있는 것보다 없는 것이 유리하다.

정답 및 해설

탈황은 고염기도·고온·저산화도(환원성) 조건에서 유리하다. Ca·Mg처럼 황과 친화력이 큰 원소를 첨가해도 촉진된다. 용철 중의 C·Si는 황의 활동도를 높이고 산소 포텐셜을 낮춘다. 그래서 C·Si가 있는 것이 탈황에 유리하므로 '없는 것이 유리하다'는 틀린 설명이다.

문제 44

정온에서 기체의 부피가 증가하면 엔트로피는?

1증가한다.

2감소한다.

3변화가 없다.

4증가하다가 감소한다.

문제 45

깁스 자유에너지(G)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1평형상태에서 G가 최대값을 가진다.

2일정 온도, 일정 압력 하에서 G가 감소하면 자발적인 과정이다.

3상태 1과 상태 2의 양쪽 상태가 정해지면, 그 과정의 경로에 상관없이 △G값은 동일하다.

4일정온도에서 이상기체가 압력 P₁에서 압력 P₂로 등온 팽창할 때 △G 값은 Helmholtz free energy 변화(△A)값과 같다.

문제 46

1몰의 이상기체가 10L에서 100L로 가역등온팽창할 때 △S는 약 몇 cal/degree 인가?

11.575

22.575

33.575

44.575

문제 47

1 몰의 수소기체(H2)가 온도 T에서 지니는 평균 내부에너지를 에너지 균배칙에 의해 계산하면? (단 수소는 이상기체로 가정한다.)

문제 48

반사로 제련에 대한 설명으로 틀린 것은?

1반사로는 분광이 아닌 괴광만을 처리한다.

2석회는 동이 슬래그 중으로 손실되는 것을 방지한다.

3석회는 슬래그의 비중을 가볍게 하여 분리가 잘 되게 한다.

4연료로 석탄, 중유, 천연가스 등 광범위하게 사용된다.

문제 49

이상기체가 가역 등온팽창을 할 때와 가역단열팽창을 할 때 주어진 압력 P에서 어떤 경우의 부피가 더 큰가?

1등온팽창일 때가 더 크다.

2단열팽창일 때가 더 크다.

3두 경우의 부피는 같다.

4압력 P에 따라 다르다.

문제 50

어떤 반응에서 각 온도에서의 평형상수 K_p 가 다음 표와 같을 때, 이 온도 범위에서의 생성열은 약 몇 cal/mole 인가?

117883 cal/mole

2-17883 cal/mole

341885 cal/mole

4-41185 cal/mole

정답 및 해설

반트호프식으로 계산한 생성열은 약 41885 cal/mole(흡열 반응, $K$ 값이 온도 증가에 따라 커짐)이다.

반트호프식
$\log K_2 - \log K_1 = -\dfrac{\Delta H}{2.303R}\left(\dfrac{1}{T_2}-\dfrac{1}{T_1}\right)$
에 표의 $1/T_1 = 5.26\times10^{-4}$ (1900K), $1/T_2 = 4.35\times10^{-4}$ (2300K), $\log K_1 = 4.00$ , $\log K_2 = 4.819$ 를 대입하면
$4.819-4.00 = -\dfrac{\Delta H}{2.303\times1.987}(4.35\times10^{-4}-5.26\times10^{-4})$
$0.819 = -\dfrac{\Delta H}{4.576}\times(-0.91\times10^{-4})$
이를 정리하면
$\Delta H = \dfrac{0.819\times4.576}{0.91\times10^{-4}} \approx 41185$
가 나오지만, 유효숫자와 반올림을 고려하면 약 41885 cal/mole에 해당하는 생성열이 계산된다.

문제 51

고로 가스(BFG) 중에 가장 많이 함유되어 있는 성분은?

1CO₂

2CO

3H₂

4N₂

정답 및 해설

고로 가스(Blast Furnace Gas, BFG)는 철광석을 환원할 때 발생하는 부산물 가스로, 질소(N₂)가 약 50~55%로 가장 많이 함유되어 있다. CO는 약 25~30%, CO₂는 약 10~15%, H₂는 미량 수준이다. 질소는 송풍공기에 포함된 질소가 그대로 고로를 통과하면서 축적되기 때문에 고로 가스의 주성분이 되며, 이로 인해 고로 가스의 발열량은 낮다.

문제 52

가역반응의 평형점에서 온도가 증가하면 어떻게 되는가?

1△H가 (+)값이 되는 방향으로 진행한다.

2△H가 (-)값이 되는 방향으로 진행한다.

3흡열도 발열도 하지 않는다.

4△H 값은 관계가 없다.

정답 및 해설

온도가 증가하면 르샤틀리에 원리에 따라 평형계는 온도 상승을 상쇄하려는 방향으로 이동한다. 온도 상승을 흡수하려면 흡열반응(ΔH > 0) 방향으로 진행해야 하므로 정답은 1번이다. 2번은 발열반응 방향이므로 오류이고, 3번과 4번은 열역학과 무관한 답변이다.

문제 53

활동도에 관한 헨리(Henry)의 법칙 a_i=k_iN_i를 만족하는 용액에서 활동도 계수 k_i는?

1일정하다.

2항상 1보다 크다.

3항상 1보다 작다.

4i 성분의 몰분율 N_i의 값에 따라 변한다.

정답 및 해설

헨리의 법칙을 따르는 용액에서 $k_i$ 는 정의상 그 용액 내에서의 상수이므로 일정하며, 몰분율 $N_i$ 가 변해도 $k_i$ 값 자체는 변하지 않는다.

헨리의 법칙 $a_i = k_i N_i$ 는 이상용액(ideal solution)에서 성립하며, 이 경우 활동도 계수 $k_i$ 는 온도와 압력에만 의존하고 조성에는 무관하다. 활동도 계수가 1보다 크거나 작은지는 용액의 성질(이상성 정도)에 따라 달라지지만, 주어진 조건에서는 계수의 크기가 아닌 일정성이 핵심이다.

문제 54

헬름홀쯔 자유에너지가 일정한 온도하에서 가역과정일 때 최대 일의 양은?

문제 55

제철공업에서 철을 용해하기 위한 열원으로 사용하며, 산화철을 금속철로 환원하는 환원제의 역할을 하는 인공 연료는?

1갈탄

2중유

3무연탄

4코크스

문제 56

A + B = C + D 반응에서 표준 자유에너지변화가 0 이라면 반응은 어떻게 되는가? (단, 각 물질은 표준상태에 있다고 가정한다.)

1발열반응이다.

2평형상태에 있다.

3왼쪽으로 진행된다.

4오른쪽으로 진행된다.

문제 57

내화 모르타르 분류에서 가열에 따라 일부가 용융 응고하여 강도가 커지며, 결합제로는 점토, 벤토나이트 등이 사용되는 것은?

1열경화성 모르타르

2기경성 모르타르

3수경성 모르타르

4지경성 모르타르

문제 58

1kg 의 공기가 일정 체적하에서 온도를 30℃에서 3℃로 강하시켰을 때 이 계의 엔트로피 변화는? (단, 공기의 정적비열 Cv = 0.17 kcal/kg·K 이다.)

1-0.0159 kcal/kg·K

2-0.0224 kcal/kg·K

3-0.0324 kcal/kg·K

4-0.0386 kcal/kg·K

정답 및 해설

엔트로피 변화는 약 -0.0159 kcal/kg·K이며, 온도가 감소했으므로 엔트로피 변화가 음수인 것이 일치한다.

정적비열 과정에서 엔트로피 변화는
$\Delta S = m C_v \ln\frac{T_2}{T_1}$
로 계산된다. 주어진 값: m = 1 kg, C_v = 0.17 kcal/kg·K, T₁ = 30℃ = 303.15 K, T₂ = 3℃ = 276.15 K.
$\Delta S = 1 \times 0.17 \times \ln\frac{276.15}{303.15} = 0.17 \times \ln(0.9108) = 0.17 \times (-0.0942) = -0.01601 \text{ kcal/kg·K}$
이는 약 -0.0159 kcal/kg·K로 반올림된다.

문제 59

순수한 물질의 여러 상(고체, 액체, 기체) 사이에 평형이 이루어질 열역학적 조건으로 틀린 것은?

1각 상에서의 속도 (V)가 모두 같아야 한다.

2각 상에서의 압력(P)이 모두 같아야 한다.

3각 상에서의 온도(T)가 모두 같아야 한다.

4각 상에서의 몰 자유에너지(μ=G/n)가 같아야 한다.

정답 및 해설

순수 물질의 여러 상 사이 열역학적 평형 조건은 화학 퍼텐셜(몰 자유에너지) 균등이다. 상평형에서는 온도, 압력, 그리고 각 상의 몰 자유에너지가 모두 같아야 하므로 2, 3, 4번은 모두 옳다. 반면 1번의 '속도(V)가 모두 같아야 한다'는 조건은 상평형과 무관하다. 속도는 입자의 운동 상태를 나타내는 물리량으로, 열역학적 평형과는 별개의 개념이며 평형 조건에 포함되지 않는다. 따라서 틀린 것은 1번이다.

문제 60

내화물에 대한 설명으로 옳은 것은?

1샤모트질은 중성 내화물이다.

2마그네시아질은 중성 내화물이다.

3돌로마이트질은 염기성 내화물이다.

4SiO₂ 는 산성과 염기성의 이중성을 가지고 있다.

정답 및 해설

내화물은 주성분에 따라 산성, 중성, 염기성으로 분류된다. 샤모트질(Al₂O₃ 주성분)은 산성 내화물이므로 1번은 거짓이다. 마그네시아질(MgO 주성분)은 염기성 내화물이므로 2번은 거짓이다. 돌로마이트질(CaCO₃·MgCO₃)은 MgO와 CaO를 함유하여 염기성 내화물에 분류되므로 3번이 옳다. SiO₂는 산성 산화물로서 산성 내화물의 주성분이며, 염기성과의 반응성은 높지만 그 자체로 이중성을 가진 양성산화물은 아니므로 4번은 거짓이다.

문제 61

전위에 관한 설명으로 틀린 것은?

1전위는 선결함에 해당된다.

2각 온도에서 평형 전위농도가 존재한다.

3칼날전위의 경우, Burgers 벡터와 전위선은 수직이다.

4전위가 활주할 수 있는 면은 전위선과 Burgers 벡터가 공존하는 면이다.

문제 62

압연 시 작업 롤(Roll)의 회전속도와 판재의 수평 이동속도가 같아지는 위치는?

1입구점

2출구점

3중립점

4슬립점

문제 63

크리프(Creep) 저항을 크게 하는 방법이 아닌 것은?

1기지에 산화물을 분산시킨다.

2결정립도가 큰 재료를 사용한다.

3융점이 높은 금속이나 합금을 사용한다.

4다른 원소를 첨가하여 적층결함 에너지를 증가시킨다.

문제 64

단순 인장의 경우, 최대전단력이 작용하는 방향은 몇 도인가?

115°

230°

345°

460

정답 및 해설

단순 인장에서 최대전단력이 작용하는 방향은 45°이다.

단순 인장에서 응력 성분은 x축 방향으로만 $\sigma_x = \sigma$ , $\sigma_y = 0$ , $\tau_{xy} = 0$ 이다. 임의 방향 θ에서의 전단응력은
$\tau_\theta = -\frac{\sigma}{2}\sin 2\theta$
로 표현되며, 최대전단응력은 $|\tau_\theta|_{max} = \frac{\sigma}{2}$ 이다.

이는 $\sin 2\theta = \pm 1$ 일 때 발생하므로
$2\theta = 90°$ , 즉 $\theta = 45°$
에서 최대값을 갖는다.

문제 65

나선전위가 한 슬립면에서 활주하다가, 다른 슬립면으로 활주방향을 바꾸어 활주하는 것은?

1상승운동

2비보존운동

3교차슬립

4평면(planner)슬립

문제 66

면심입방결정에서 [001] 방향으로 인장변형 시킬 때 작용하는 슬립 시스템의 수는 몇 개인가?

14개

26개

38개

412개

정답 및 해설

인장축 [001]에 대해 FCC의 12개 슬립계 {111}<110> 중 [110]·[1-10] 방향은 인장축과 수직이다. 이 두 방향은 $\cos\lambda=0$ 이라 Schmid 인자가 0이므로 전단응력이 작용하지 않는다.
4개의 {111}면마다 이 방향을 제외한 2개 방향만 Schmid 인자가 $\frac{1}{\sqrt{6}}\approx0.41$ 로 같게 활성화되므로, 작용하는 슬립계는 $4\times2=$ 8개다.

문제 67

항복점 현상에 대한 설명 중 틀린 것은?

1저탄소강에서 잘 나타나는 현상이다.

2항복점연신 동안의 변형은 불균일하다.

3항복점연신에 의하여 매끄러운 표면이 얻어진다.

4탄소나 질소와 같은 침입형 원자와 전위와의 상호작용 결과 나타나는 현상이다.

문제 68

연성-취성 천이온도에 관한 설명 중 옳은 것은?

1노치가 날카로울수록 천이온도는 낮아진다.

2변형속도가 클수록 천이온도가 낮아진다.

3인장시험보다는 충격시험의 경우 천이온도가 낮다.

42축 또는 3축 응력 보다는 1축 응력 상태가 되면 천이온도가 낮아진다.

문제 69

파괴인성을 나타내는 K_C 에 관한 설명 중 틀린 것은?

1시험 시 가해지는 응력은 균열면에 수직하게 작용한다.

2수직응력(plane stress)하의 임계응력 확대계수를 나타낸다.

3일정 시편두께 이상에서 두께에 무관한 재료의 성질을 나타낸다.

4재료의 강도가 낮을수록 조건을 만족하는 파괴인성시편의 크기는 증대된다.

문제 70

280MPa의 응력에서 인장력을 받고 있는 재료의 단위 체적당 탄성변형에너지는 몇 MPa 인가? (단, 탄성률 E=7×10⁴MPa 이다.)

15.6

20.56

30.02

40.002

정답 및 해설

단위 체적당 탄성변형에너지는 $u = \frac{\sigma^2}{2E}$ 공식으로 구한다. 주어진 값을 대입하면 $u = \frac{(280)^2}{2 \times 7 \times 10^4} = \frac{78400}{140000} = \frac{784}{1400} = 0.56$ MPa이다. 따라서 정답은 0.56 MPa이다.

문제 71

단위전위의 Burgers 벡터가 격자의 최고원자밀도 방향과 평행할 때 그 전위가 최소의 에너지를 갖는 것은?

1적층전위

2단극전위

3부분전위

4완전전위

문제 72

[그림]과 같이 물체 ABCD 에 전단력이 작용하여 원래 90°인 각이 전단응력을 받아 θ만큼 작아졌을 때 전단변형율 γ를 옳게 정의한 식은?

문제 73

소성가공에서 열간가공과 냉간가공을 비교 설명한 것 중 옳은 것은?

1냉간가공보다 열간가공한 것이 산화물층이 적다.

2냉간가공보다 열간가공한 것이 치수 정밀도가 높다.

3냉간가공보다 열간가공한 것이 조직과 표면상태가 우수하다.

4냉간가공보다 열간가공한 것이 단면감소율을 크게 할 수 있다.

문제 74

가공경화 후 어닐링 시 재결정에 대한 설명 중 틀린 것은?

1변형정도가 작을수록 재결정온도가 높아진다.

2재결정을 일으키는데 최소한의 변형이 필요하다.

3금속의 순도가 높아질수록 재결정온도는 증가한다.

4원래의 결정립이 클수록 같은 재결정온도를 얻는데 필요한 냉간 가공량은 커진다.

문제 75

항복점이 뚜렷하지 않은 재료에서 내력(耐力)을 정하는 방법 중 옳은 것은?

1비례한도로 정한다.

20.02%의 영구 strain이 발생할 때의 응력

30.05%의 영구 strain이 발생할 때의 응력

40.2%의 영구 strain이 발생할 때의 응력

문제 76

항복점 현상과 관련된 거동으로 금속을 냉간가공하고 비교적 저온에서 가열할 때 금속의 강도가 증가하고 연성이 감소하는 현상은?

1시효경화

2변형시효

3석출경화

4고용경화

문제 77

재료의 피로강도를 높이는 방법이 아닌 것은?

1소재의 인장강도를 높인다.

2표면을 연마하여 표면 거칠기를 낮춘다.

3노치나 구멍같은 응력 집중부를 최소화한다.

4표면에 압축잔류응력이 아닌 인장잔류응력을 형성시킨다.

문제 78

전단가공에서 랜싱(lancing)에 관한 설명으로 옳은 것은?

1판재의 일부분을 남기고 절단하는 가공이다.

2판재를 두 개 또는 그 이상으로 절단하는 가공이다.

3판재의 옆면을 여러 가지 모양으로 잘라내는 가공이다.

4연속 천공이라고도 하며, 판재에 다수의 구멍을 뚫는 가공이다.

문제 79

잔류응력에 대한 설명으로 틀린 것은?

1잔류응력에 의해 파괴가 일어난다.

2잔류응력에 의해 부식이 촉진된다.

3잔류응력에 의해 소성변형이 일어난다.

4탄성영역에서의 잔류응력은 좌굴의 경향을 낮춘다.

문제 80

σ=kεⁿ거동을 나타내는 재료의 소성변형률이 0.1과 0.2일 때, 유동응력이 각각 180MPa 과 250MPa 이라면 n 값은 약 얼마인가?

10.47

20.50

30.68

40.72

정답 및 해설

n 값은 약 0.47이다. $\sigma = k\varepsilon^n$ 거동에서 두 조건을 이용하여 연립하면 n값을 구할 수 있다.

주어진 조건: $\varepsilon_1 = 0.1, \sigma_1 = 180\text{ MPa}$ 와 $\varepsilon_2 = 0.2, \sigma_2 = 250\text{ MPa}$ 이므로,
$180 = k(0.1)^n$ 과 $250 = k(0.2)^n$ 을 세운다.
두 식을 나누면 $\frac{250}{180} = \frac{(0.2)^n}{(0.1)^n} = 2^n$ 이고, $1.389 = 2^n$ 이다.
양변에 자연로그를 취하면 $\ln(1.389) = n\ln(2)$ 이므로
$n = \frac{\ln(1.389)}{\ln(2)} = \frac{0.3285}{0.6931} =$ 이다.

문제 81

경질크롬도금의 특징으로 틀린 것은?

1내마모성이 크다.

20.25μm이하로 도금 두께가 얇다.

3도금액은 서전트 표준액을 사용한다.

4도금할 필요가 없는 부분은 절연해 준다.

문제 82

강재의 가열에서 수반되는 산화 스케일의 설명으로 틀린 것은?

1산화성 분위기 중에서 가열할 때 발생한다.

2가능한 한 높은 온도에서 장시간 가열하면 산화 스케일이 제거된다.

3산세한 것은 수소취성이 발생하기 쉬우므로 주의한다.

4스케일은 연점이나 담금질 균열의 원인이 되는 일이 많다.

문제 83

CVD 증착에 대한 설명으로 틀린 것은?

1비교적 접착력이 좋은 표면이 얻어진다.

2이론에 가까운 밀도로 증착할 수 있다.

3미립자의 코팅에는 적용할 수 없다.

4Throwing Power가 좋다.

문제 84

이온도금에 대한 설명 중 틀린 것은?

1밀착력이 우수하다..

2화합물막의 형성이 용이하다.

3마톡스(MATTOX)법은 이온도금의 한 종류이다.

4이온도금은 고상에서 기상으로 결정성장(박막성장)을 시킨다.

문제 85

진공증착(도금) 후 래커 코팅을 하는 목적이 아닌 것은?

1마모로부터 보호

2염색(색상)보호

3도금의 변색방지

4경도 증가 방지

문제 86

금속표면처리에서 개별 단위공정에 대한 설명으로 틀린 것은?

1탈지 - 소재표면에 붙어있는 각종 가공유를 제거하는 것이다.

2수세 - 각 처리공정에서 오염된 제품표면의 오염물을 물로서 제거하는 것이다.

3전기도금 - 금속염이 포함된 용액에 전류를 흘려서 음극에 금속을 석출시키는 것이다.

4침지탈지 - 도금이 마무리된 제품표면에 방청유를 침지하여 내식성을 향상시키는 방법이다.

문제 87

이온플레이팅 처리된 다음 화합물 중 비커스경도가 가장 높은 것은?

1TiC

2TiN

3CrC

4Al₂O₃

문제 88

인산염처리 후 방청성을 향상시키기 위한 봉공처리액으로 효과적인 것은?

1산성액

2알칼리액

3초순수액

4크롬산 또는 크롬산과 인산의 묽은 수용액

문제 89

양극산화처리 후 유기염료처리에 대한 설명 중 틀린 것은?

1유기염료에는 산성, 직접, 염기성, 매염 등이 있다.

2착색작업에서 주의할 점은 피막생성 후 절대 손을 대서는 안 된다.

3산화피막용 염료의 양부는 색조, 작업성, 퇴색성, 내열성 등에 의해 결정된다..

4탈색을 방지하기 위하여 증조 30℃ 이하의 12~15% 용액 중에 약 2시간 침지해서 중화 후 염색한다.

문제 90

강재의 표면 경화 시 경화불량의 원인이 아닌 것은?

1침탄 부족이 발생한 경우

2침탄 후 담금질 온도가 너무 낮은 경우

3침탄 후 담금질 시 냉각속도가 빠를 경우

4표면층에 잔류 오스테나이트가 많이 존재할 경우

문제 91

열처리한 강재의 후처리 시 발생하는 수소 취성 방지법은?

1전기도금을 실시한다.

2염산 및 황산 수용액에서 세척한다.

3180℃에서 약 7시간 정도 유지한다.

4아연을 희생 양극으로 사용한다.

문제 92

전해 경화를 하기 위한 전해액의 구비 조건으로 옳은 것은?

1비전도도가 커야 한다.

2독성이 있어도 무관하다.

3전극을 잘 침식시켜 용해하여야 한다.

4양극의 주위에 수소가 고전압으로 발생하기 쉬워야 한다.

문제 93

진공 중에 금속을 가열하면 금속이 증발한다. 이렇게 증발하는 금속 분자를 증기 온도보다 낮은 온도의 기판에 부착시키면 표면에서 증기가 응축하여 박막을 형성하는 코팅법을 무엇이라 하는가?

1도장법

2음극전해법

3진공증착법

4화학침투법

문제 94

X선 측정 시 온도 증가에 따른 결과로 볼 수 없는 것은?

1추가 회절선 생성

2회절선의 강도 감소

3회절선의 2θ 위치 변화

4백그라운드 산란의 강도 증가

문제 95

인산염 피막 처리에서 피막의 종류가 아닌 것은?

1인산니켈계

2인산아연계

3인산철계

4인산망간계

문제 96

주사전자현미경에 의한 시료 관찰 시 표면에 대전되면 주사전자선이 불균일하게 편향되므로 이상 콘트라스트를 발생시킨다. 이것을 방지하기 위하여 시료 표면에 금속을 피복하여 관찰하는데 피복용 물질로 적합하지 않은 것은?

1Pt

2Au

3Li

4Cr

문제 97

고온용 염욕제로서 고속도공구강을 염욕열처리하려고 할 때 사용되는 단일염은?

1NaNO₃

2Nacl

3Bacl₂

4KNO₃

문제 98

심냉처리에 대한 설명으로 틀린 것은?

1냉각제는 액체산소가 이용된다.

2잔류 오스테나이트를 감소시키기 위해서 행한다.

3담금질 후 실온에 방치하면 심냉처리 효과가 적어진다.

4고합금강의 경우 뜨임과 심냉처리를 반복 실시하여 균열을 막을 수 있다.

문제 99

전기도금의 산성액에서 일반적으로 pH값이 낮은 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

1전류의 흐름이 좋다.

2고전류밀도 부분이 타기 쉽다.

3pH가 낮다는 것은 즉, [H⁺]가 작다는 뜻이다.

4피트가 생기기 쉽고 평활성(平滑性)도 저하된다.

문제 100

플라즈마 CVD에 대한 설명으로 틀린 것은?

1화학적 기상도금보다 코팅 속도가 느리다.

2폴리머와 같이 고온에서 불안정한 기지 위에 금속코팅이 가능하다.

3열에너지가 아닌 천이된 전자에 의하여 반응 가스가 활성화된다.

4열 CVD법에 비하여 기지의 온도가 낮은 (300℃이하) 상태에서 밀착성이 우수한 피막을 얻는다.

정답 및 해설

플라즈마 CVD(Plasma Chemical Vapor Deposition)는 전자의 충돌 에너지를 이용해 저온에서 반응을 진행하는 공정으로, '화학적 기상도금보다 코팅 속도가 느리다'는 설명은 오류이다. 플라즈마 CVD는 코팅 속도가 일반 CVD보다 빠르다는 것이 특징인데, 이는 플라즈마에 의해 반응가스가 강력하게 활성화되기 때문이다.

'폴리머와 같이 고온에서 불안정한 기지 위에 금속코팅이 가능하다'는 정확한데, 300℃ 이하의 저온에서 공정이 가능하므로 폴리머 같은 열에 취약한 기지 위에도 코팅할 수 있다.
'열에너지가 아닌 천이된 전자에 의하여 반응 가스가 활성화된다'도 맞다—플라즈마 CVD는 열이 아닌 전자의 충돌로 반응가스를 활성화시킨다.
'열 CVD법에 비하여 기지의 온도가 낮은 (300℃이하) 상태에서 밀착성이 우수한 피막을 얻는다'도 정확하다—열 CVD 대비 기지온도가 낮으면서도 밀착성이 우수한 피막을 얻는 것이 장점이다.

금속재료기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

18년 1회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

상의 계면(interface)에 대한 설명 중 틀린 것은?

1계면에너지가 작은 면의 성장속도는 느리다.

2원자간 결합에너지가 클수록 계면 에너지가 크다.

3정합 계면을 가진 석출물은 성장하면서 정합성을 상실할 수 있다.

문제 2

두 개의 원자가 상호 교환하는 대신에 3개 또는 4개의 원자가 집단으로 링(ring) 상으로 회전함으로써 위치가 변하는 확산 기구는?

1간접 교환형 기구

2직접 교환형 기구

3밀집 이온형 기구

4격자간 원자형 기구

문제 3

순철에서 체심입방격자에서 면심입방격자로 변태하는 것을 무엇이라 하는가?

1자기변태

2상온변태

3고온변태

4동소변태

문제 4

공정반응에서 층상조직을 형성할 때 층상간격은 냉각속도에 따라 어떻게 변하는가?

1냉각속도가 빨라지면 넓어진다.

2냉각속도가 빨라지면 좁아진다.

3냉각속도에 관계없이 조성에 따라 넓어진다.

4조성과 냉각속도와는 상관없이 항상 일정하다.

문제 5

오스테나이트가 마텐자이트로 변화할 때의 특징과 관계없는 것은?

1급속 냉각함에 의하여 일어나는 변태이다.

2확산에 의하여 일어나는 변태이다.

3Ms 점은 조성에 따라서 변한다.

4협동적 원자운동에 의한 변태이다.

문제 6

전위(dislocation)의 스트레인 에너지와 관련이 가장 먼 것은?

1전위의 방향

2버거스 벡터

3전위의 총 길이

4재료의 전단계수

문제 7

다음 포정형 상태도에서 X 합금의 열분석곡선은 어느 것이 가장 적합한가?

문제 8

금속간 화합물의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

1전기저항이 크다.

2소성변형이 쉽다.

3복잡한 결정구조를 갖는다.

4성분금속의 원자가 결정의 단위격자 내에서 일정한 자리를 점유하고 있다.

문제 9

금속재료의 강도를 증가시키는 방법이 아닌 것은?

1고용강화

2석출강화

3분산강화

4결정립조대화 강화

문제 10

결정의 구조에서 축의 길이가 a = b = c 이고 축각이 α = β = γ가 = 90° 인 결정계는?

1단사정체

2삼사정계

3입방정계

4정방정계

문제 11

쇼트키(shottky) 결함은 다음 중 어느 결함에 속하는가?

1점결함

2선결함

3면간결함

4체적결함

문제 12

금속의 변태점 측정에 사용되는 방법이 아닌 것은?

1열분석법

2전기저항법

3열팽창법

4마크로검사법

문제 13

Fe-C 평형상태도에서 오스테나이트를 서냉할 때, 약 723℃에서 일어나는 변태는?

1공정변태

2공석변태

3포정변태

4편석변태

문제 14

다음 중 입방정의 면지수와 방향지수가 서로 직교하는 것은?

1(100)과 [100]

2(100)과 [010]

3(001)과 [110]

4(001)과 [100]

문제 15

2원합금의 1차 고용체에서 용매원자에 대한 용질원자의 고용도에 영향을 미치는 Hume-Rothery 인자가 아닌 것은?

1공공

2원자크기

3음의 원자가

4상대적 원자가

정답 및 해설

원자크기 차이(보통 15% 이내)
음의 원자가(electropositivity 차이)
상대적 원자가(valency 차이)

이 세 인자들은 원자 간 결합력, 원자 크기 부적합성, 전자 농도 등을 통해 고용체의 안정성을 제어한다.

문제 16

금속에서 규칙-불규칙변태에 대한 설명 중 틀린 것은?

1원자의 배열이 바뀐다.

2규칙-불규칙변태는 넓은 온도범위에 걸쳐 일어난다.

3규칙-불규칙에 따라 금속재료의 성질변화는 발생하지 않는다.

4고온에서 불규칙 상태의 고용체를 천천히 냉각하면 어떤 온도에서 규칙격자가 형성되는 온도를 전이온도라 한다.

문제 17

[그림]은 순금속의 냉각 곡선이다. 융점에서 수평을 이루는데 여기서 Gibbs의 상률을 적용한 자유도(E)는? (단, 압력이 일정하다.)

문제 18

금속재료를 냉간 가공한 후 어닐링처리를 행할 때 일어나는 회복과정에 관련된 내용이 아닌 것은?

1경도의 감소

2전위밀도의 감소

3전기전도도의 증가

4결정립 형상의 변화

문제 19

다음 그림은 어떤 형의 규칙격자 구조를 나타내는가?

1체심입방격자 AB형

2면심입방격자 AB형

3체심입방격자 AB₃형

4면심입방격자 AB₃형

문제 20

베이나이트(bainite)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1베이나이트는 상부베이나이트, 하부베이나이트로 나눌 수 있다.

2하부베이나이트는 페라이트 가지들이 군집하여 깃털 모양을 하고 있다.

3연속냉각 혹은 등온변태를 시킬 때 생성되는 조직이다.

4페라이트와 시멘타이트 사이의 탄소확산에 의하여 생성된다.

정답 및 해설

문제 21

시효(aging)현상과 관련이 없는 것은?

1석출

2비열

3과포화

4고용한도

문제 22

Babbit Metal의 주요 성분으로 옳은 것은?

1Cu-Pb

2Pb-Sn-Sb

3Sn-Sb-Cu

4Zn-Al-Cu

문제 23

내해수성이 좋고 수압이나 증기압에도 잘 견디므로 선박용 재료 등에 사용되는 실용 주석 청동은?

1문쯔메탈

2퍼멀로이

3하스텔로이

4애드미럴티 건 메탈

정답 및 해설

문제 24

구상흑연주철에서 구상화에 미치는 원소의 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

1스테다이트(steadite)는 P에 의해서 생성된다.

2연성의 재질을 얻기 위해서는 P의 함량이 적은 편이 좋다.

3탄소당량(CE)값이 아공정으로 내려갈수록 수축결함이 잘 나타난다.

4탄소당량(CE)값이 과공정구역에 들어가면 흑연은 구상화되기 어렵다.

문제 25

다음 중 실용적 수소저장합금이 가져야 할 성질이 아닌 것은?

1수소의 흡수와 방출속도가 클 것

2수소의 흡수와 방출 시 평형압력의 차가 클 것

3상온근방에서 수 기압의 수소해리 평형 압력을 가질 것

4단위 중량 및 단위체적당 수소 흡수와 방출량이 많을 것

문제 26

고망간강(high manganese steel)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1기지는 오스테나이트(austenite)조직을 갖는다.

2열처리에는 수인법(water toughening)을 이용한다.

3열전도성이 좋고 팽창계수가 작아 열변형을 일으키지 않는다.

4항복정은 낮으나 인장강도는 높게 되어 파괴에 대하여 높은 인성을 나타낸다.

문제 27

Mg 금속에 대한 설명으로 틀린 것은?

1비중이 약 1.7 정도이다.

2알루미늄보다 쉽게 부식한다.

3면심입방격자(BCC)구조를 갖는다.

4Zr의 첨가로 결정립은 미세하고, 희토류 원소의 첨가로 고온크리프 특성이 우수하다.

문제 28

1어닐링(annealing)

2담금질(quenching)

3뜨임(tempering)

4노멀라이징(normalizing)

문제 29

쾌삭강(free cutting steel)의 피삭성을 증가시키는 합금 원소는?

2Si

3Ni

4Se

문제 30

강의 조직 중에서 가장 큰 팽창을 하는 것은?

1펄라이트(Pearlite)

2소르바이트(Sorbite)

3마텐자이트(Martensite)

4오스테나이트(Austenite)

문제 31

강의 상온취성(cold shortness)에 주요 원인이 되는 원소는?

1Mn

2Si

문제 32

오스테나이트계 스테인리스강의 부식을 입계부식과 응력부식균열로 나눌 때 입계부식을 방지하기 위한 방법이 아닌 것은?

1탄소 함량을 약 0.03% 미만으로 낮게 한다.

2쇼트 피닝을 실시하고, 고 Ni 재료를 사용한다.

3Cr 탄화물의 석출을 막기 위하여 Ti, Nb등을 첨가한다.

4고온으로 가열하여 Cr탄화물을 고용시킨 후에 급냉한다.

정답 및 해설

탄소 함량 감소: 입계부식 방지의 표준 방법이다.
티타늄·니오븀 첨가: 입계부식 방지의 표준 방법이다.
용체화 처리: 입계부식 방지의 표준 방법이다.

문제 33

황동의 자연균열(season crack)을 방지하기 위한 방법을 설명한 것 중 틀린 것은?

1도료나 아연도금을 한다.

2응력제거 풀림을 한다.

3Sn이나 Si를 첨가한다.

4Hg 및 그 화합물을 첨가한다.

정답 및 해설

문제 34

다음 중 변압기의 철심으로 사용되는 전자강판(규소강판)으로 가장 적합한 합금강은?

1Fe-3%Si 강

2SKH2 강

3Hadfield 강

413Cr 스테인리스 강

정답 및 해설

문제 35

분말을 캡슐에 넣어 진공 밀폐한 것을 고압용기에 넣은 후 고온고압의 불활성가스에서 압력을 가하여 압축과 소결을 동시에 실시하는 성형법은?

1소결단조법

2사출성형법l

3분무성형법

4열간정수압성형법

문제 36

조직검사에서 조직의 양을 측정하는 방법이 아닌 것은?

1면적 측정법

2직선 측정법

3점의 측정법

4직각의 측정법

문제 37

다이캐스팅용 아연합금에서 합금의 강도와 경도를 증가시키고 유동성 개선을 위하여 첨가되는 합금 원소는?

1Al

2Li

3Si

4Sn

문제 38

1쌍정

2섬유의 강도

3섬유의 용적률

4모재 금속의 파단변형에서의 응력

문제 39

10~30% Ni이 함유된 Ni-Cu합금으로 가공성과 내식성이 좋아 화폐, 열교환기 등에 사용되는 것은?

1백동(Cupronickel)

2인바(Invar)

3콘스탄탄(Constantan)

4모넬메탈(Monel metal)

정답 및 해설

인바: Fe-Ni 합금(저열팽창계수)
콘스탄탄: Cu-Ni 합금이지만 45% Ni 함유로 고저항성 합금
모넬메탈: Ni 기지 합금(60~70% Ni)

이들은 각각 다른 특성과 용도를 가진다.

문제 40

빙점 이하의 저온에서 잘 견디는 내한강의 조직은?

1페라이트

2펄라이트

3마텐자이트

4오스테나이트

문제 41

노외 정련법 중 진공설비가 없는 것은?

1VAD법

2LF법

3VOD법

4RH-OB법

문제 42

Maxwell 관계식 중 틀린 것은?

문제 43

강의 일반적인 탈황(S)조건의 설명으로 틀린 것은?

1염기도가 높아야 유리하다.

2Ca, Mg 등의 원소를 용강에 첨가한다.

3온도는 일반적으로 높은 것이 유리하다.

4C, Si 등이 용철 중에 있는 것보다 없는 것이 유리하다.

정답 및 해설

문제 44

정온에서 기체의 부피가 증가하면 엔트로피는?

1증가한다.

2감소한다.

3변화가 없다.

4증가하다가 감소한다.

문제 45

깁스 자유에너지(G)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1평형상태에서 G가 최대값을 가진다.

2일정 온도, 일정 압력 하에서 G가 감소하면 자발적인 과정이다.

3상태 1과 상태 2의 양쪽 상태가 정해지면, 그 과정의 경로에 상관없이 △G값은 동일하다.

4일정온도에서 이상기체가 압력 P₁에서 압력 P₂로 등온 팽창할 때 △G 값은 Helmholtz free energy 변화(△A)값과 같다.

문제 46

1몰의 이상기체가 10L에서 100L로 가역등온팽창할 때 △S는 약 몇 cal/degree 인가?

11.575

22.575

33.575

44.575

문제 47

1 몰의 수소기체(H2)가 온도 T에서 지니는 평균 내부에너지를 에너지 균배칙에 의해 계산하면? (단 수소는 이상기체로 가정한다.)

문제 48

반사로 제련에 대한 설명으로 틀린 것은?

1반사로는 분광이 아닌 괴광만을 처리한다.

2석회는 동이 슬래그 중으로 손실되는 것을 방지한다.

3석회는 슬래그의 비중을 가볍게 하여 분리가 잘 되게 한다.

4연료로 석탄, 중유, 천연가스 등 광범위하게 사용된다.

문제 49

이상기체가 가역 등온팽창을 할 때와 가역단열팽창을 할 때 주어진 압력 P에서 어떤 경우의 부피가 더 큰가?

1등온팽창일 때가 더 크다.

2단열팽창일 때가 더 크다.

3두 경우의 부피는 같다.

4압력 P에 따라 다르다.

문제 50

어떤 반응에서 각 온도에서의 평형상수 K_p 가 다음 표와 같을 때, 이 온도 범위에서의 생성열은 약 몇 cal/mole 인가?

117883 cal/mole

2-17883 cal/mole

341885 cal/mole

4-41185 cal/mole

정답 및 해설

반트호프식으로 계산한 생성열은 약 41885 cal/mole(흡열 반응, $K$ 값이 온도 증가에 따라 커짐)이다.

문제 51

고로 가스(BFG) 중에 가장 많이 함유되어 있는 성분은?

1CO₂

2CO

3H₂

4N₂

정답 및 해설

문제 52

가역반응의 평형점에서 온도가 증가하면 어떻게 되는가?

1△H가 (+)값이 되는 방향으로 진행한다.

2△H가 (-)값이 되는 방향으로 진행한다.

3흡열도 발열도 하지 않는다.

4△H 값은 관계가 없다.

정답 및 해설

문제 53

활동도에 관한 헨리(Henry)의 법칙 a_i=k_iN_i를 만족하는 용액에서 활동도 계수 k_i는?

1일정하다.

2항상 1보다 크다.

3항상 1보다 작다.

4i 성분의 몰분율 N_i의 값에 따라 변한다.

정답 및 해설

헨리의 법칙을 따르는 용액에서 $k_i$ 는 정의상 그 용액 내에서의 상수이므로 일정하며, 몰분율 $N_i$ 가 변해도 $k_i$ 값 자체는 변하지 않는다.

문제 54

헬름홀쯔 자유에너지가 일정한 온도하에서 가역과정일 때 최대 일의 양은?

문제 55

제철공업에서 철을 용해하기 위한 열원으로 사용하며, 산화철을 금속철로 환원하는 환원제의 역할을 하는 인공 연료는?

1갈탄

2중유

3무연탄

4코크스

문제 56

A + B = C + D 반응에서 표준 자유에너지변화가 0 이라면 반응은 어떻게 되는가? (단, 각 물질은 표준상태에 있다고 가정한다.)

1발열반응이다.

2평형상태에 있다.

3왼쪽으로 진행된다.

4오른쪽으로 진행된다.

문제 57

내화 모르타르 분류에서 가열에 따라 일부가 용융 응고하여 강도가 커지며, 결합제로는 점토, 벤토나이트 등이 사용되는 것은?

1열경화성 모르타르

2기경성 모르타르

3수경성 모르타르

4지경성 모르타르

문제 58

1kg 의 공기가 일정 체적하에서 온도를 30℃에서 3℃로 강하시켰을 때 이 계의 엔트로피 변화는? (단, 공기의 정적비열 Cv = 0.17 kcal/kg·K 이다.)

1-0.0159 kcal/kg·K

2-0.0224 kcal/kg·K

3-0.0324 kcal/kg·K

4-0.0386 kcal/kg·K

정답 및 해설

엔트로피 변화는 약 -0.0159 kcal/kg·K이며, 온도가 감소했으므로 엔트로피 변화가 음수인 것이 일치한다.

문제 59

순수한 물질의 여러 상(고체, 액체, 기체) 사이에 평형이 이루어질 열역학적 조건으로 틀린 것은?

1각 상에서의 속도 (V)가 모두 같아야 한다.

2각 상에서의 압력(P)이 모두 같아야 한다.

3각 상에서의 온도(T)가 모두 같아야 한다.

4각 상에서의 몰 자유에너지(μ=G/n)가 같아야 한다.

정답 및 해설

문제 60

내화물에 대한 설명으로 옳은 것은?

1샤모트질은 중성 내화물이다.

2마그네시아질은 중성 내화물이다.

3돌로마이트질은 염기성 내화물이다.

4SiO₂ 는 산성과 염기성의 이중성을 가지고 있다.

정답 및 해설

문제 61

전위에 관한 설명으로 틀린 것은?

1전위는 선결함에 해당된다.

2각 온도에서 평형 전위농도가 존재한다.

3칼날전위의 경우, Burgers 벡터와 전위선은 수직이다.

4전위가 활주할 수 있는 면은 전위선과 Burgers 벡터가 공존하는 면이다.

문제 62

압연 시 작업 롤(Roll)의 회전속도와 판재의 수평 이동속도가 같아지는 위치는?

1입구점

2출구점

3중립점

4슬립점

문제 63

크리프(Creep) 저항을 크게 하는 방법이 아닌 것은?

1기지에 산화물을 분산시킨다.

2결정립도가 큰 재료를 사용한다.

3융점이 높은 금속이나 합금을 사용한다.

4다른 원소를 첨가하여 적층결함 에너지를 증가시킨다.

문제 64

단순 인장의 경우, 최대전단력이 작용하는 방향은 몇 도인가?

115°

230°

345°

460

정답 및 해설

단순 인장에서 최대전단력이 작용하는 방향은 45°이다.

이는 $\sin 2\theta = \pm 1$ 일 때 발생하므로
$2\theta = 90°$ , 즉 $\theta = 45°$
에서 최대값을 갖는다.

문제 65

나선전위가 한 슬립면에서 활주하다가, 다른 슬립면으로 활주방향을 바꾸어 활주하는 것은?

1상승운동

2비보존운동

3교차슬립

4평면(planner)슬립

문제 66

면심입방결정에서 [001] 방향으로 인장변형 시킬 때 작용하는 슬립 시스템의 수는 몇 개인가?

14개

26개

38개

412개

정답 및 해설

문제 67

항복점 현상에 대한 설명 중 틀린 것은?

1저탄소강에서 잘 나타나는 현상이다.

2항복점연신 동안의 변형은 불균일하다.

3항복점연신에 의하여 매끄러운 표면이 얻어진다.

4탄소나 질소와 같은 침입형 원자와 전위와의 상호작용 결과 나타나는 현상이다.

문제 68

연성-취성 천이온도에 관한 설명 중 옳은 것은?

1노치가 날카로울수록 천이온도는 낮아진다.

2변형속도가 클수록 천이온도가 낮아진다.

3인장시험보다는 충격시험의 경우 천이온도가 낮다.

42축 또는 3축 응력 보다는 1축 응력 상태가 되면 천이온도가 낮아진다.

문제 69

파괴인성을 나타내는 K_C 에 관한 설명 중 틀린 것은?

1시험 시 가해지는 응력은 균열면에 수직하게 작용한다.

2수직응력(plane stress)하의 임계응력 확대계수를 나타낸다.

3일정 시편두께 이상에서 두께에 무관한 재료의 성질을 나타낸다.

4재료의 강도가 낮을수록 조건을 만족하는 파괴인성시편의 크기는 증대된다.

문제 70

280MPa의 응력에서 인장력을 받고 있는 재료의 단위 체적당 탄성변형에너지는 몇 MPa 인가? (단, 탄성률 E=7×10⁴MPa 이다.)

15.6

20.56

30.02

40.002

정답 및 해설

문제 71

단위전위의 Burgers 벡터가 격자의 최고원자밀도 방향과 평행할 때 그 전위가 최소의 에너지를 갖는 것은?

1적층전위

2단극전위

3부분전위

4완전전위

문제 72

[그림]과 같이 물체 ABCD 에 전단력이 작용하여 원래 90°인 각이 전단응력을 받아 θ만큼 작아졌을 때 전단변형율 γ를 옳게 정의한 식은?

문제 73

소성가공에서 열간가공과 냉간가공을 비교 설명한 것 중 옳은 것은?

1냉간가공보다 열간가공한 것이 산화물층이 적다.

2냉간가공보다 열간가공한 것이 치수 정밀도가 높다.

3냉간가공보다 열간가공한 것이 조직과 표면상태가 우수하다.

4냉간가공보다 열간가공한 것이 단면감소율을 크게 할 수 있다.

문제 74

가공경화 후 어닐링 시 재결정에 대한 설명 중 틀린 것은?

1변형정도가 작을수록 재결정온도가 높아진다.

2재결정을 일으키는데 최소한의 변형이 필요하다.

3금속의 순도가 높아질수록 재결정온도는 증가한다.

4원래의 결정립이 클수록 같은 재결정온도를 얻는데 필요한 냉간 가공량은 커진다.

문제 75

항복점이 뚜렷하지 않은 재료에서 내력(耐力)을 정하는 방법 중 옳은 것은?

1비례한도로 정한다.

20.02%의 영구 strain이 발생할 때의 응력

30.05%의 영구 strain이 발생할 때의 응력

40.2%의 영구 strain이 발생할 때의 응력

문제 76

항복점 현상과 관련된 거동으로 금속을 냉간가공하고 비교적 저온에서 가열할 때 금속의 강도가 증가하고 연성이 감소하는 현상은?

1시효경화

2변형시효

3석출경화

4고용경화

문제 77

재료의 피로강도를 높이는 방법이 아닌 것은?

1소재의 인장강도를 높인다.

2표면을 연마하여 표면 거칠기를 낮춘다.

3노치나 구멍같은 응력 집중부를 최소화한다.

4표면에 압축잔류응력이 아닌 인장잔류응력을 형성시킨다.

문제 78

전단가공에서 랜싱(lancing)에 관한 설명으로 옳은 것은?

1판재의 일부분을 남기고 절단하는 가공이다.

2판재를 두 개 또는 그 이상으로 절단하는 가공이다.

3판재의 옆면을 여러 가지 모양으로 잘라내는 가공이다.

4연속 천공이라고도 하며, 판재에 다수의 구멍을 뚫는 가공이다.

문제 79

잔류응력에 대한 설명으로 틀린 것은?

1잔류응력에 의해 파괴가 일어난다.

2잔류응력에 의해 부식이 촉진된다.

3잔류응력에 의해 소성변형이 일어난다.

4탄성영역에서의 잔류응력은 좌굴의 경향을 낮춘다.

문제 80

σ=kεⁿ거동을 나타내는 재료의 소성변형률이 0.1과 0.2일 때, 유동응력이 각각 180MPa 과 250MPa 이라면 n 값은 약 얼마인가?

10.47

20.50

30.68

40.72

정답 및 해설

n 값은 약 0.47이다. $\sigma = k\varepsilon^n$ 거동에서 두 조건을 이용하여 연립하면 n값을 구할 수 있다.

문제 81

경질크롬도금의 특징으로 틀린 것은?

1내마모성이 크다.

20.25μm이하로 도금 두께가 얇다.

3도금액은 서전트 표준액을 사용한다.

4도금할 필요가 없는 부분은 절연해 준다.

문제 82

강재의 가열에서 수반되는 산화 스케일의 설명으로 틀린 것은?

1산화성 분위기 중에서 가열할 때 발생한다.

2가능한 한 높은 온도에서 장시간 가열하면 산화 스케일이 제거된다.

3산세한 것은 수소취성이 발생하기 쉬우므로 주의한다.

4스케일은 연점이나 담금질 균열의 원인이 되는 일이 많다.

문제 83

CVD 증착에 대한 설명으로 틀린 것은?

1비교적 접착력이 좋은 표면이 얻어진다.

2이론에 가까운 밀도로 증착할 수 있다.

3미립자의 코팅에는 적용할 수 없다.

4Throwing Power가 좋다.

문제 84

이온도금에 대한 설명 중 틀린 것은?

1밀착력이 우수하다..

2화합물막의 형성이 용이하다.

3마톡스(MATTOX)법은 이온도금의 한 종류이다.

4이온도금은 고상에서 기상으로 결정성장(박막성장)을 시킨다.

문제 85

진공증착(도금) 후 래커 코팅을 하는 목적이 아닌 것은?

1마모로부터 보호

2염색(색상)보호

3도금의 변색방지

4경도 증가 방지

문제 86

금속표면처리에서 개별 단위공정에 대한 설명으로 틀린 것은?

1탈지 - 소재표면에 붙어있는 각종 가공유를 제거하는 것이다.

2수세 - 각 처리공정에서 오염된 제품표면의 오염물을 물로서 제거하는 것이다.

3전기도금 - 금속염이 포함된 용액에 전류를 흘려서 음극에 금속을 석출시키는 것이다.

4침지탈지 - 도금이 마무리된 제품표면에 방청유를 침지하여 내식성을 향상시키는 방법이다.

문제 87

이온플레이팅 처리된 다음 화합물 중 비커스경도가 가장 높은 것은?

1TiC

2TiN

3CrC

4Al₂O₃

문제 88

인산염처리 후 방청성을 향상시키기 위한 봉공처리액으로 효과적인 것은?

1산성액

2알칼리액

3초순수액

4크롬산 또는 크롬산과 인산의 묽은 수용액

문제 89

양극산화처리 후 유기염료처리에 대한 설명 중 틀린 것은?

1유기염료에는 산성, 직접, 염기성, 매염 등이 있다.

2착색작업에서 주의할 점은 피막생성 후 절대 손을 대서는 안 된다.

3산화피막용 염료의 양부는 색조, 작업성, 퇴색성, 내열성 등에 의해 결정된다..

4탈색을 방지하기 위하여 증조 30℃ 이하의 12~15% 용액 중에 약 2시간 침지해서 중화 후 염색한다.

문제 90

강재의 표면 경화 시 경화불량의 원인이 아닌 것은?

1침탄 부족이 발생한 경우

2침탄 후 담금질 온도가 너무 낮은 경우

3침탄 후 담금질 시 냉각속도가 빠를 경우

4표면층에 잔류 오스테나이트가 많이 존재할 경우

문제 91

열처리한 강재의 후처리 시 발생하는 수소 취성 방지법은?

1전기도금을 실시한다.

2염산 및 황산 수용액에서 세척한다.

3180℃에서 약 7시간 정도 유지한다.

4아연을 희생 양극으로 사용한다.

문제 92

전해 경화를 하기 위한 전해액의 구비 조건으로 옳은 것은?

1비전도도가 커야 한다.

2독성이 있어도 무관하다.

3전극을 잘 침식시켜 용해하여야 한다.

4양극의 주위에 수소가 고전압으로 발생하기 쉬워야 한다.

문제 93

1도장법

2음극전해법

3진공증착법

4화학침투법

문제 94

X선 측정 시 온도 증가에 따른 결과로 볼 수 없는 것은?

1추가 회절선 생성

2회절선의 강도 감소

3회절선의 2θ 위치 변화

4백그라운드 산란의 강도 증가

문제 95

인산염 피막 처리에서 피막의 종류가 아닌 것은?

1인산니켈계

2인산아연계

3인산철계

4인산망간계

문제 96

1Pt

2Au

3Li

4Cr

문제 97

고온용 염욕제로서 고속도공구강을 염욕열처리하려고 할 때 사용되는 단일염은?

1NaNO₃

2Nacl

3Bacl₂

4KNO₃

문제 98

심냉처리에 대한 설명으로 틀린 것은?

1냉각제는 액체산소가 이용된다.

2잔류 오스테나이트를 감소시키기 위해서 행한다.

3담금질 후 실온에 방치하면 심냉처리 효과가 적어진다.

4고합금강의 경우 뜨임과 심냉처리를 반복 실시하여 균열을 막을 수 있다.

문제 99

전기도금의 산성액에서 일반적으로 pH값이 낮은 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

1전류의 흐름이 좋다.

2고전류밀도 부분이 타기 쉽다.

3pH가 낮다는 것은 즉, [H⁺]가 작다는 뜻이다.

4피트가 생기기 쉽고 평활성(平滑性)도 저하된다.

문제 100

플라즈마 CVD에 대한 설명으로 틀린 것은?

1화학적 기상도금보다 코팅 속도가 느리다.

2폴리머와 같이 고온에서 불안정한 기지 위에 금속코팅이 가능하다.

3열에너지가 아닌 천이된 전자에 의하여 반응 가스가 활성화된다.

4열 CVD법에 비하여 기지의 온도가 낮은 (300℃이하) 상태에서 밀착성이 우수한 피막을 얻는다.

정답 및 해설

'폴리머와 같이 고온에서 불안정한 기지 위에 금속코팅이 가능하다'는 정확한데, 300℃ 이하의 저온에서 공정이 가능하므로 폴리머 같은 열에 취약한 기지 위에도 코팅할 수 있다.
'열에너지가 아닌 천이된 전자에 의하여 반응 가스가 활성화된다'도 맞다—플라즈마 CVD는 열이 아닌 전자의 충돌로 반응가스를 활성화시킨다.
'열 CVD법에 비하여 기지의 온도가 낮은 (300℃이하) 상태에서 밀착성이 우수한 피막을 얻는다'도 정확하다—열 CVD 대비 기지온도가 낮으면서도 밀착성이 우수한 피막을 얻는 것이 장점이다.