13년 4회차

도장막을 완전히 제거하는 것이 페인트가 칠해진 표면에 침투탐상을 하기 전 첫 단계 작업이다.

침투탐상은 표면에 열린 결함만 검출할 수 있는데, 페인트가 결함 입구를 덮고 있으면 침투액이 전혀 스며들지 못해 결함을 놓치게 된다.

• 침투액을 바로 뿌리는 것은 페인트 아래 결함에 액이 닿지 못해 무의미하다.
• 세척제로 표면만 닦아내는 것으로는 도장막 자체가 남아 결함 개구부를 열 수 없다.
• 철솔질로 페인트 표면만 거칠게 하면 오히려 도장 잔여물이 결함 속으로 눌려 들어가 지시 판독을 방해할 수 있다.

두께 100mm 강판 용접부의 내부 균열 위치와 깊이를 확인하는 데는 초음파탐상시험이 가장 적합하다.

초음파는 반사파가 되돌아오는 시간을 측정해 결함까지의 거리, 즉 깊이 방향 위치를 직접 계산할 수 있기 때문이다.

방사선투과시험은 결함의 유무와 형태는 보여주지만 2차원 투과상이라 깊이 위치를 특정하기 어렵고, 누설탐상시험과 침투탐상시험은 애초에 표면 결함만을 대상으로 하여 내부 균열을 검출하지 못한다.

펄스에코검사는 초음파탐상시험의 대표적 기법으로, 와전류탐상시험 방법에 속하지 않는다.

펄스에코법은 시험체에 초음파 펄스를 보내고 반사되어 돌아오는 에코를 분석하는 방식이라 전자기 유도를 이용하는 와전류 시험과는 원리 자체가 다르다.

반면 임피던스검사·위상분석시험·변조분석시험은 모두 코일에 흐르는 와전류 신호의 크기·위상 변화를 분석하는 방법으로 와전류탐상의 실제 기법들이다.

금속재료의 결함탐상에 일반적으로 쓰이는 초음파 주파수 대역에 해당하는 것은 2MHz다.

금속 탐상에는 통상 0.5~10MHz 범위의 초음파를 쓰는데, 주파수가 높을수록 분해능은 좋아지지만 감쇠가 커져 두꺼운 재료를 꿰뚫지 못하므로 이 대역에서 절충한 값을 고른다. 2MHz는 이 범위 안에 드는 대표적인 탐상 주파수다.

• 50kHz·1kHz는 통상 탐상 대역보다 훨씬 낮아 결함을 분해해 낼 수 없다.
• 20MHz는 대역 상단을 넘는 값으로, 감쇠가 심해 박판이나 정밀 검사 같은 특수 용도에만 제한적으로 쓰인다.

액체가 고체 표면을 적시는 능력을 적심성이라 하며, 이는 침투탐상에서 침투제의 핵심 성질 중 하나다.

적심성은 침투액과 시험체 표면이 이루는 접촉각이 작을수록 좋아지고, 접촉각이 클수록 액체가 방울져 표면 위에 머물러 적심성이 나빠진다.

밀도·점성·표면장력은 각각 침투액의 다른 물리적 성질을 나타내는 용어로, 적심성 자체를 가리키는 용어는 아니다.

극간법과 코일법은 둘 다 자분탐상시험에서 쓰는 자화 방법이다.

극간법은 전자석(요크)의 양극 사이에 시험체를 걸어 길이 방향으로 자화하고, 코일법은 시험체에 코일을 감아 전류를 흘려 자화하는 방식으로, 둘 다 자분탐상 고유의 자화 기법이라 조합이 성립한다.

• 공진법은 초음파를 이용한 두께 측정 기법이라 자분탐상 방법과 짝지을 수 없다.
• 건식법은 자분을 마른 분말로 적용하는 자분탐상 방식이지만, 함께 묶인 투과법은 초음파·방사선 쪽 용어다.
• 내삽법과 프로브법은 코일을 시험체 안에 넣거나 표면에 대는 와전류탐상의 코일 배치 방식이다.

철강 제품의 표면 미세 균열 검출에 있어 방사선투과시험은 내부 결함 검출에 특화되어 있어 표면 균열 감지에 부적합하다. 와전류탐상시험은 표면 및 근표면 균열을 민감하게 감지하고, 침투탐상시험은 표면 개방형 균열에 매우 효과적이며, 자분탐상시험은 강자성체 표면의 미세 균열을 자분으로 시각화하는 방식으로 모두 표면 균열 검출에 적합하다. 따라서 방사선투과시험이 가장 부적합하다.

납처럼 비중이 큰 재료에는 중성자투과검사(NRT)가 효율적으로 적용된다.

X선·감마선을 쓰는 방사선투과검사는 밀도가 크고 원자번호가 높은 금속을 잘 투과하지 못해 두꺼운 납 등에는 투과력이 급격히 떨어진다.

중성자는 원자핵과 상호작용하는 방식이 전자밀도에 좌우되는 X선·감마선과 달라 무겁고 밀도가 큰 금속도 비교적 잘 투과할 수 있어 납 같은 재료의 검사에 적합하다.

와전류탐상시험은 비접촉 방식이라 접촉 매질의 종류와 양은 와전류 분포·강도에 영향을 주는 인자가 아니다.

코일을 시험체에 가까이 가져가는 것만으로 유도전류가 발생하므로 초음파탐상처럼 액체 접촉매질(couplant)을 바를 필요가 없다.

반면 시험체의 전도도, 크기와 형태, 코일과 표면 사이의 거리(리프트오프)는 모두 와전류의 세기와 분포를 직접 바꾸는 요인이다.

누설시험에서 말하는 가연성 가스는 공기와 섞였을 때 연소할 수 있는 농도 범위, 곧 폭발범위를 기준으로 가려낸다. 폭발범위의 하한이 10% 이하이거나 상한과 하한의 차가 20%인 가스가 여기에 해당한다.

하한이 낮으면 아주 적은 양만 새어 나와도 불이 붙을 수 있고, 상한과 하한의 폭이 넓으면 농도가 크게 변해도 연소 조건이 유지되므로 두 기준 모두 위험성이 큰 가스를 걸러내는 잣대가 된다. 따라서 판정 축은 하한 10%·폭 20%라는 두 수치의 짝이다.

• 하한만 20%로 제시한 것은 기준이 되는 하한 수치와 맞지 않는다.
• 상한과 하한의 차만 10%로 본 것은 폭을 재는 기준 수치와 맞지 않는다.
• 하한 20%·폭 10%처럼 두 수치를 서로 바꿔 놓은 조합은 어느 기준에도 해당하지 않는다.

시방서 요구에 맞춰 특정 기법의 적용 절차를 순서대로 상세히 기술한 문서는 검사절차서다.

검사절차서는 전처리부터 관찰·후처리까지 실제 수행 단계를 구체적으로 규정하는 실무 문서라는 점에서, 요구사항을 개괄적으로 정하는 검사사양서·검사요구서나 일반적 지침을 담은 검사지침서와 구분된다.

누설검사법은 배관이나 용기의 누설 여부를 판정하는 방법으로, 가압법(양압 방식으로 압력을 가해 누설 확인), 감압법(내부 압력을 낮춰 누설 확인), 진공법(진공 상태에서 누설 확인) 등이 표준 검사법으로 인정된다. 수직법은 누설검사 표준 분류에 없는 용어로, 배관 설치 방향이나 수직·수평 배치를 의미하는 것으로 누설검사 방법이 아니다.

필름 현상온도를 15.5°C에서 24°C로 올리면 현상시간은 짧아진다.

현상액의 화학반응 속도는 온도가 높을수록 빨라지므로, 같은 정도로 현상하는 데 필요한 시간이 저온일 때보다 줄어드는 것이 일반적이다.

온도를 올렸는데도 저온일 때와 같은 시간을 유지하면 과현상으로 인한 안개(포그)가 발생하기 쉬워진다.

극간법은 전자석(요크) 양극 사이에 시험체를 걸어 자화하는 방식으로, 길이(종) 방향의 자계를 만들어 원형자계를 발생시키는 방법이 아니다.

축통전법과 직각통전법은 시험체에 직접 전류를 흘리고, 프로드법은 국부적으로 전류를 흘려 자화하는데, 이렇게 전류를 통전시키는 방식은 전류 주위에 원형(원주)자계를 만든다.

반면 극간법은 전류를 흘리지 않고 자석 자체의 자극 사이에 걸어 자화하므로 자계 방향이 길이 방향이 되어 나머지 셋과 원리가 다르다.

자외선등은 형광침투 지시를 관찰하는 단계에서 쓰는 장비로, 전처리 장비에는 해당하지 않는다.

증기탈지기는 유기용제 증기로 기름때를 제거하고, 샌드브라스터는 표면 이물질·녹을 기계적으로 제거하며, 수세장치는 표면을 물로 씻어내는 전처리·세척 설비다.

이들과 달리 자외선등은 침투액을 바르기 전이 아니라 현상 후 형광 지시를 눈으로 확인할 때 사용된다.

침투 시 온도가 표준보다 낮은 3~15°C 범위이면 표준 침투시간보다 시간을 늘려야 한다.

온도가 낮아지면 침투액의 점도가 높아지고 모세관 작용에 의한 침투 속도가 느려지므로, 충분히 스며들 때까지 더 오래 기다려야 결함을 놓치지 않는다.

반대로 온도가 표준보다 높은 구간에서는 침투 속도가 빨라지지만, 이 문항은 저온 구간에 대한 조치를 묻고 있다.

침투탐상시험은 시험체의 크기나 형태에 관계없이 적용할 수 있다는 것이 특징이며, 큰 시험체라서 탐상이 불가능하다는 설명은 틀린 내용이다.

표면에 열린 결함만 검출할 수 있다는 원리상 제약은 있지만 이는 크기와 무관하며, 대형 구조물도 표면을 구역별로 나누어 얼마든지 탐상할 수 있다.

• 비철금속·플라스틱처럼 자성·전도성이 없는 재료도 표면 결함을 검출할 수 있어 재질 제한이 거의 없다.
• 결함이 표면에 개구되어 있지 않으면 침투액이 스며들지 못해 검출이 불가능하다.
• 형태가 복잡한 시험체라도 표면 전체에 걸쳐 적용할 수 있어 형상 제약이 적다.

침투탐상에서 현상 방법은 침투액이 불연속부에서 표출되는 방식에 따라 분류된다. 문제에서 설명하는 방법은 현상제를 사용하지 않고 열풍건조에 의해 침투액이 열팽창으로 인해 표면으로 표출되는 방식이다. 이는 무 현상법(현상제 미사용)의 특징이며, 습식 현상법(현상제+물 혼합)과 건식 현상법(분말 형태 현상제), 속건식 현상법(특수 현상제)과는 다르다. 따라서 정답은 무 현상법이다.

침투지시에서 길이가 폭(나비)의 3배를 초과하는 것을 선형지시라 한다.

KS B 0816의 침투지시모양 분류는 지시의 길이와 나비 비율을 기준으로 삼아, 길이가 나비의 3배를 넘으면 선상으로, 그에 못 미치면 원형상으로 구분한다.

깊이를 기준으로 한 비교는 이 분류 기준과 무관하다.

다른 비파괴검사법과 비교했을 때 침투탐상시험만의 장점은 시험체 재질에 크게 제한을 받지 않는다는 점이다.

자분탐상은 강자성체에만, 와전류탐상은 도전성 재료에만 적용할 수 있는 반면, 침투탐상은 금속·비금속을 가리지 않고 표면이 다공질이 아니면 대부분 적용할 수 있다.

검사속도·경제성, 국부 검사 가능 여부, 전체 시험체를 한 번에 검사할 수 있는지는 다른 검사법에도 정도의 차이로 나타나는 특징이라 침투탐상만의 고유한 장점이라 보기 어렵다.

자장계는 잔류자장을 측정하는 장비로, 형광침투탐상 검사에는 필요하지 않다.

자장계는 자분탐상시험 후 잔류자기를 확인할 때 쓰는 장비라 침투탐상 원리와는 관련이 없다.

반면 자외선등은 형광지시를 관찰하는 데, 조도계는 관찰실의 밝기가 기준을 만족하는지 확인하는 데, 표면 온도계는 침투·현상 시간을 온도에 맞게 조정하는 데 필요한 형광침투탐상의 실제 사용 장비다.

접촉각이 작을수록 적심성이 좋다고 본다.

접촉각은 액체 방울이 고체 표면과 이루는 각으로, 이 각이 작을수록 액체가 표면 위에 넓게 퍼져 표면을 잘 적신다는 뜻이다.

반대로 접촉각이 0도에 가까우면 오히려 적심성이 매우 좋은 상태이고, 180도에 가까우면 액체가 방울져 굴러떨어질 정도로 적심성이 나쁜 상태이며, 적심성이 좋을수록 침투도 잘 이루어진다.

침투탐상시험에서 여러 개의 흐트러진 점으로 된 지시가 나타나는 것은 주물 표면의 다공성 가공의 특징이다. 균열은 선형 또는 선 모양의 지시를 나타내고, 내부 깊숙한 균열은 표면에 지시를 거의 남기지 않으며, 냉간균열도 일반적으로 선형 패턴을 보인다. 반면 다공성 결함은 표면에 수많은 작은 공극(pore)들이 산재되어 있어서 침투액이 각 공극마다 개별적으로 침투되므로 점 모양의 산발적(흐트러진) 지시가 특징적으로 나타난다.

거친 표면의 결함 탐상에는 수세법에 의한 형광침투탐상시험이 가장 적합하다.

수세성 침투액은 자체적으로 유화 성질을 가지고 있어 물로 바로 세척할 수 있는 반면, 유화제법은 별도의 유화 시간을 정밀하게 관리해야 한다.

표면이 거칠면 유화제가 요철 사이에 남아 과잉 세척으로 얕은 결함 지시까지 씻겨나갈 위험이 커지므로, 세척 관리가 단순한 수세법이 더 안전하다.

트리클렌(트리클로로에틸렌) 증기 세척장치는 전처리과정에서 주로 사용된다.

침투탐상 전 시험체 표면에 남아있는 기름때·오염물을 유기용제 증기로 확실히 제거해 침투액이 결함 속까지 스며들 수 있는 상태를 만드는 것이 이 장치의 역할이다.

유화제 제거, 건조, 과잉침투액 제거는 침투 이후 단계에서 각각 다른 장비로 이루어지는 별개 공정이다.

수세성 염색침투제와 습식현상제를 쓰는 시험에서는 유화조가 필요하지 않다.

수세성 침투액은 자체에 유화 성분이 포함되어 있어 물로 바로 세척할 수 있으므로, 별도의 유화 단계 자체가 없는 후유화성 방식과는 공정이 다르다.

반면 침투액조·현상조·건조기는 침투·현상·건조라는 각 단계에 그대로 필요한 필수 설비다.

점도가 낮을수록 시험시간이 길어진다는 설명은 틀렸다.

점도가 낮은 침투액일수록 모세관 현상에 의한 침투 속도가 빨라져 오히려 시험시간이 짧아지는 쪽이 일반적이다.

형광 염료가 첨가되어 있다는 것, 세척수를 쓴다는 것, 수세성 염색침투액보다 검출능력이 좋다는 것은 모두 수세성 형광침투액의 실제 특징에 해당한다.

KS W 0914에 따르면 사용 중인 형광침투액의 형광 휘도는 MIL규격 기준 미사용 시료 대비 90% 이상을 유지해야 한다.

침투액은 사용을 거듭하면서 오염이나 열화로 형광 성능이 점차 떨어질 수 있어, 정기적으로 형광 휘도를 시험해 기준치 이하로 떨어지면 교체해야 한다.

이 기준은 침투액의 결함 검출 성능을 유지하기 위한 관리 항목이다.

시험체의 치수 및 수량은 침투시간을 정할 때 고려하는 인자가 아니다.

침투시간은 침투액의 종류, 시험체의 재질, 시험체와 침투액의 온도 조건에 따라 결함 속까지 액이 충분히 스며들 수 있는 시간을 기준으로 정해진다.

시험체가 몇 개인지, 크기가 얼마인지는 검사 계획이나 작업량에는 영향을 주지만 개별 침투시간 자체를 결정하는 요인은 아니다.

지름 10cm 원 안에 나타나는 형광점의 수로 성능을 점검하는 것은 건식 현상제다.

건식 현상제는 마른 분말 그대로 쓰이므로 사용을 거듭하면 형광침투액이 묻은 알갱이가 섞이게 되고, 이렇게 오염된 분말은 자외선을 비추면 밝은 형광점으로 드러난다. 그래서 시료를 펼쳐 놓고 정해진 크기의 원 안에 보이는 형광점을 세어 오염 정도를 판정한다.

• 속건식 현상제는 용제에 분산시킨 액체라 분말을 펼쳐 놓고 점을 세는 방식이 성립하지 않는다.
• 수용성·수현탁성 현상제는 물에 녹이거나 현탁시켜 쓰므로 농도와 분산 상태로 성능을 관리한다.

KS B 0816에 따라 강단조품을 검사할 때 표준 온도범위에서의 표준 현상시간은 7분이다.

현상은 결함 속에 남아 있던 침투액이 현상제로 배어 나와 눈에 보이는 지시를 만드는 단계이므로, 지시가 충분히 자라날 만큼의 시간을 규격이 표준값으로 정해 두고 있다.

침투시간은 시험체의 재질과 결함 종류에 따라 달라지지만, 표준 온도범위에서의 현상시간은 규격이 정한 표준값을 그대로 적용한다는 점에서 두 시간을 구분해 기억해야 한다.

KS B 0816에서 규정하는 암실의 밝기 기준은 20 lx 이하이다.

형광침투 지시는 어두운 곳에서 자외선을 비추어야 뚜렷하게 보이므로, 관찰실의 배경광을 충분히 낮춰야 결함 지시를 놓치지 않는다.

조도가 기준보다 밝으면 미세한 형광 지시가 배경광에 묻혀 검출 감도가 떨어진다.

수세성 염색 침투액과 수현탁성 습식 현상법을 쓰는 시험 방법의 기호는 VA-W이다.

기호는 앞에서부터 침투액의 종류 → 과잉 침투액의 제거 방법 → 현상 방법 순으로 붙으며, 여기서 V는 염색 침투액, A는 수세성 제거, 하이픈 뒤의 W는 수현탁성 습식현상을 뜻한다.

• VA-S는 침투액과 제거 방법은 같지만 현상법이 속건식이라 조건이 다르다.
• FA-W는 현상법은 맞으나 침투액이 형광이어서 염색 조건과 어긋난다.
• DVA-S는 이원성 염색 침투액에 속건식 현상을 짝지은 기호다.

FC-S는 기호의 “C”가 용제제거성을 나타내므로, 잉여 침투액을 용제로 닦아내는 방식으로 제거한다.

• FB-S는 “B” 후유화성(기름베이스)으로, 유화제 처리 후 물로 세척한다.
• DFB-S도 같은 “B” 후유화성으로, 유화 처리 후 물로 세척한다.
• FA-S는 “A” 수세성으로, 유화 과정 없이 바로 물로 세척한다.

즉 나머지 세 방법은 모두 물로 세척하는 반면, FC-S만 용제로 세척한다는 점에서 다르다.

KS B 0816에 규정된 B형 대비시험편의 재질은 동 및 동합금의 판이다.

B형 시험편은 황동 계열 판에 니켈-크롬 도금을 하여 도금층을 갈라지게 만든 것으로, 동 합금판을 바탕 재질로 사용한다.

알루미늄 합금판은 A형 대비시험편의 재질이라 B형과는 구분되며, 니켈 강판이나 스테인리스 강판은 대비시험편 재질로 규정되어 있지 않다.

PT-B10 시험편은 도금두께 10μm, 도금갈라짐 나비 0.5μm로 규정되어 있다.

B형 대비시험편은 니켈-크롬 도금 두께에 따라 PT-B10·B20·B30·B50의 4종으로 구성되며, 도금갈라짐의 나비는 대략 도금두께의 1/20 수준으로 정해진다.

• 시험편 치수를 100×60mm로 규정했다는 설명은 실제 규정과 다르다.
• 도금면을 안쪽으로 굽혀 갈라지게 한다는 설명은 실제 절차와 반대다.
• 시험편이 총 6종으로 구성된다는 설명은 실제 4종 구성과 맞지 않는다.

샘플링검사로 합격한 로트의 시험체는 황색으로 착색해 표시한다.

KS B 0816은 합격 표시를 두 갈래로 나누어, 개별 합격품에는 기호 P를 각인하되 각인이 곤란하면 적갈색 착색을 쓰고, 샘플링검사로 합격한 로트에는 기호 Ⓟ 또는 황색 착색을 쓰도록 한다.

따라서 적갈색은 각인이 어려운 개별 합격품에 쓰는 색이어서 로트 표시와 구분되고, 흰색과 적색은 이 규정에 규정되어 있지 않은 색이다.

알루미늄 단조품처럼 단조·압연 공정에서 생기는 랩(lap) 결함이 있는 제품은 침투시간을 최소 10분 이상 유지해야 한다.

주조품·용접부보다 단조·압연품의 갈라짐은 결함 입구가 좁아 침투액이 스며드는 데 더 긴 시간이 필요하기 때문이다.

• 세척 수압은 규정상 상한(최대치) 개념이라 "최소로 유지"한다는 설명은 방향이 반대다.
• 자외선등 강도 기준은 규정된 수치와 다른 값이 제시되어 있어 절차서 내용과 맞지 않는다.
• 암실 조도의 정의만으로는 절차서가 요구하는 핵심 조건을 설명하지 못한다.

단순히 물로만 세척하는 방법은 권고되지 않는 전처리 방법이다.

침투탐상 전처리의 핵심은 결함 속 기름·유지 성분까지 확실히 제거하는 것인데, 물세척만으로는 기름때가 제대로 씻겨나가지 않아 침투액이 결함 속까지 들어가지 못할 수 있다.

반면 도막박리제·산세척·용제에 의한 세척은 각각 도료·녹·유지 성분을 효과적으로 제거할 수 있어 전처리 방법으로 권장된다.

KS B 0816 잉여 침투액 제거방법 분류에서 기호 C는 용제 제거에 의한 방법을 가리킨다.

이 분류는 세척 방식에 따라 네 가지로 나뉘는데, 수세성은 A, 기름베이스 후유화성은 B, 물베이스 후유화성은 D로 표시되어 C와 구분된다.

• 수세에 의한 방법은 별도 유화제 없이 물로 직접 세척하는 방식으로 기호 A에 해당한다.
• 물베이스 유화제를 쓰는 후유화법은 D, 기름베이스 유화제를 쓰는 후유화법은 B로 각각 구분된다.

KS B 0816 판정 기준에서 갈라짐 이외의 지시모양은 길이가 나비의 3배 이상일 때 선상결함으로 분류한다.

반대로 길이와 나비의 비가 3배 미만이면 원형상 결함으로 취급하므로, 3배를 기준으로 선상과 원형상이 갈린다.

• 길이가 나비의 3배 이하라고 규정한 서술은 선상과 원형상의 구분 방향을 뒤집은 것이다.
• 기준 비율을 2배로 제시한 서술들은 규격이 정한 경계값 자체가 다르다.

VC-S에서 “C”는 용제제거성 침투액을 뜻하므로, 잉여 침투액은 물이 아니라 용제(헝겊에 적셔 닦아내는 방식)로 제거한다.

• “형광 침투액을 사용한다”는 설명은 틀리다. 기호 앞의 “V”는 염색침투액을 뜻하기 때문이다.
• “수용성 현상제로 현상한다”는 설명은 틀리다. 기호 끝의 “S”는 속건식 현상을 뜻한다.
• “수현탁성 현상제로 현상한다”는 설명도 틀리다. 같은 이유로 속건식(S) 현상에 해당하지 않는다.

즉 VC-S는 염색·용제제거성 침투액에 속건식 현상을 적용하는 방법이다.

비금속 개재물은 재료의 인성을 떨어뜨려 메짐(취성)의 원인이 되므로, 인성을 증가시킨다는 서술이 틀렸다.

개재물은 모재와 성질이 다른 이물질이어서 응력이 집중되는 자리가 되고, 가공이나 열처리 과정에서 균열의 출발점으로 작용한다.

• 재료 내부에 점 상태로 흩어져 존재한다는 설명은 개재물의 일반적인 존재 형태로 맞다.
• 열처리 시 개재물을 기점으로 균열이 발생한다는 설명도 실제 현상과 일치한다.
• Fe2O3·FeO·MnO·SiO2 같은 산화물계가 대표적인 비금속 개재물이라는 설명 역시 맞다.

Mo계 고속도 공구강은 열전도율이 오히려 좋은 편이며, 열처리 관리가 까다로운 이유는 열전도율이 아니라 탈탄에 민감하기 때문이다.

Mo계는 W계보다 비중이 작고 인성이 좋은 대신 가열 중 표면 탈탄이 쉬워 분위기 관리가 필요할 뿐, 열전도율이 나빠 열처리가 안 되는 것은 아니다.

• 2차 경화강이라는 설명은 석출경화로 경도가 다시 올라가는 고속도강의 대표적 성질로 맞다.
• 고온에서 경도 감소가 적다는 점은 고속 절삭 공구강의 핵심 성질이다.
• W 18%·Cr 4%·V 1%를 기본으로 하는 18-4-1형 조성은 표준 고속도 공구강의 조성 그대로다.

Cu에 Pb을 28~42% 정도 넣고 소량의 Ni·Fe·Sn을 첨가해 고속회전용 베어링에 쓰는 합금은 켈밋 메탈이다.

Pb은 Cu 기지에 거의 고용되지 않고 입자 형태로 분산되어 윤활성과 내소착성을 높여주므로 고속·고하중 베어링에 적합하다.

• 코슨 합금은 Cu-Ni-Si계로 스프링·전기접점 등 시효경화형 합금이라 베어링용 조성과 다르다.
• 델타 메탈은 Cu-Zn계 황동에 Fe을 더한 강력 황동으로 베어링 소재가 아니다.
• 애드미럴티 포금은 Cu-Sn-Zn계 청동으로 Pb 함량이 높은 베어링용 켈밋과는 조성 계열이 다르다.

면심입방격자는 FCC(Face Centered Cubic)로 표기한다.

단위격자의 각 꼭짓점과 여섯 면의 중심에 원자가 위치하는 구조로, Al·Cu·Ni 등 여러 금속이 이 격자를 갖는다.

• HCP는 조밀육방격자를, BCC는 체심입방격자를 나타내는 기호다.
• BCT는 정방정계의 체심격자를 뜻하며 입방격자가 아니라 FCC와 구분된다.

비중 약 7.1, 용융점 약 419℃의 조밀육방격자 금속으로 도금·건전지·다이캐스팅에 널리 쓰이는 것은 Zn(아연)이다.

아연은 상대적으로 낮은 융점과 우수한 내식성 덕분에 강재 표면의 방식 도금이나 다이캐스팅 합금의 주원료로 사용된다.

• Ni과 Cu는 융점이 훨씬 높고 결정구조도 각각 FCC 계열이라 조밀육방격자인 이 금속과 다르다.
• Al 역시 FCC 구조이며 비중이 약 2.7로 훨씬 가벼워 제시된 물성과 맞지 않는다.

냉간가공에서 가공도가 클수록 저장된 변형에너지가 커져 재결정 온도는 낮아진다.

가공도가 큰 재료일수록 전위 밀도가 높아 재결정 구동력이 크므로, 더 낮은 온도에서도 재결정이 시작된다.

• 가열시간이 길수록 재결정에 필요한 온도는 오히려 낮아지는 경향이 있어 온도가 높아진다는 서술은 반대다.
• 재결정 입자의 크기는 가공도가 클수록 미세해지므로 영향을 받지 않는다는 서술은 틀렸다.
• 재결정 온도는 금속의 종류와 순도에 따라 서로 달라 모든 금속이 같은 온도를 갖지 않는다.

비정질 합금은 액체 급냉법으로 만들며, 대표적 제조법에 단롤법·쌍롤법·원심 급냉법 등이 있다.

비정질 재료는 결정 구조 자체가 없어 방향에 따른 물성 차이인 결정이방성이 나타나지 않는 균질한 재료다.

• 비정질 합금은 강도가 높고 가공경화를 거의 일으키지 않는 특성을 가져, 강도가 낮다는 서술과 반대다.
• 액체 급냉으로 비정질화가 잘 되려면 함유 원소들의 원자반경 차이가 커야 하므로, 반경이 같아야 한다는 서술은 틀렸다.

표준 저항선·열전대선에 쓰이는 Ni 합금 콘스탄탄은 구리를 50~60% 정도 함유한다.

콘스탄탄은 Ni과 Cu의 2원 합금으로, 온도 변화에 따른 전기저항 변화가 작아 정밀 저항선이나 열전대 소재로 활용된다.

• 구리를 5~15%나 20~30%만 넣은 조성은 니켈 비중이 지나치게 커서 콘스탄탄으로 볼 수 없다.
• 30~40% 범위 역시 콘스탄탄의 표준 조성보다 구리가 부족한 값이다.

금속의 결정격자에서 공간격자는 규칙적으로 반복되는 최소 반복단위인 단위격자로 구성된다.

단위격자가 3차원 공간에서 같은 간격으로 반복 배열되면서 전체 결정의 공간격자를 이룬다.

• 분자는 결정격자를 이루는 반복 단위 개념이 아니라 화합물의 최소 구성 입자를 가리키는 용어다.
• 쌍정과 전위는 결정 내부의 변형이나 결함 구조를 설명하는 개념으로, 격자를 구성하는 기본 단위가 아니다.

Cu와 Zn을 6:4 비율로 섞어 상온에서 α+β 이상조직을 갖는 황동은 문쯔메탈이다.

β상이 함께 존재해 고온 가공성이 좋고 강도가 높아 봉재·판재 등 구조용 황동으로 널리 쓰인다.

• 알드리는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금으로 송전선 등에 쓰이는 재료다.
• 알클래드는 두랄루민 표면에 순알루미늄을 입혀 내식성을 보완한 판재다.
• 플래티나이트는 Fe-Ni계 저열팽창 합금으로 유리 봉착용에 쓰이며 황동이 아니다.

저용융점 합금(가용합금)은 Sn·Pb·Bi·Cd·In 등 융점이 낮은 원소로 구성되며, W(텅스텐)은 이 계열에 속하지 않는다.

W은 금속 중에서도 융점이 가장 높은 축에 드는 고융점 원소여서 전구 필라멘트나 고온용 재료에 쓰일 뿐, 낮은 융점을 만들어야 하는 가용합금의 성분으로는 쓰이지 않는다.

• Bi는 우드메탈 등 대표적인 가용합금의 주성분 원소다.
• Sn은 땜납을 비롯한 저융점 합금에 널리 들어가는 원소다.
• In은 융점이 매우 낮아 초저융점 합금 조성에 쓰인다.

주철의 주된 합금원소는 Fe-C이며, 탄소량이 강의 상한을 넘어서는 철-탄소계 합금이 주철이다.

주철에서는 탄소가 흑연이나 시멘타이트 형태로 존재해 주조성과 압축강도가 좋은 대신 인장강도와 연성이 낮아지는 특성을 보인다.

• Cu-Mn은 구리를 바탕으로 한 합금 조합이라 철강 재료인 주철과 계열이 다르다.
• Al-Cu는 두랄루민 등 알루미늄 합금의 기본 조합이다.
• Co-Ti는 코발트계 특수합금 쪽 조합으로 주철과는 무관하다.

황동의 합금 주성분은 Cu-Zn이다.

구리에 아연을 첨가해 강도와 가공성을 높인 것이 황동이며, 아연 함량에 따라 7:3 황동·6:4 황동 등으로 나뉜다.

• Cu-Ni 조합은 백동(큐프로니켈) 계열이라 황동과 구분된다.
• Cu-Ti·Cu-Sb 조합은 황동의 주성분 표기로 쓰이지 않는 조합이다.

철강 재료 중 부식에 대한 저항성이 가장 강한 것은 탄소 함량이 가장 낮은 순철이다.

탄소가 늘어날수록 조직 내 시멘타이트(탄화물)가 많아지고, 페라이트와 시멘타이트 사이에 국부전지가 형성되어 부식이 빨라진다.

• 연강은 순철보다 탄소가 많아 내식성이 한 단계 떨어진다.
• 경강과 고탄소강은 탄소량이 더 늘어 탄화물이 많아지는 만큼 내식성이 가장 나쁘다.

주철의 성장 원인으로 알려진 것은 규소 산화·시멘타이트 흑연화·불균일 가열에 의한 팽창이며, A4 변태에서의 무게 변화에 의한 팽창은 성장 원인으로 보지 않는다.

A4 변태는 고온의 δ-γ 변태로, 주철의 성장 현상이 나타나는 온도 영역과는 거리가 멀어 이 항목이 잘못된 서술이다.

• 페라이트 중에 고용된 Si이 산화되면서 체적이 늘어나는 것은 실제 성장 원인 중 하나다.
• 시멘타이트가 흑연화되며 부피가 팽창하는 것도 대표적인 성장 원인이다.
• 불균일한 가열로 생긴 미세균열을 통해 산화가스가 침투하면서 팽창이 촉진되는 것 역시 알려진 원인이다.

직류 역극성(DCRP)은 모재 용입이 얕고 비드폭이 넓어 주철·고탄소강·합금강 등 용입을 제한해야 하는 모재 용접에 적합하다.

역극성은 전자가 용접봉에서 모재로 이동하는 정극성과 반대로 열이 봉 쪽에 더 많이 집중되는 극성이다.

• 모재 용입이 깊다는 서술은 정극성(DCSP)의 특징이라 역극성 설명과 맞지 않는다.
• 비드폭이 좁다는 서술 역시 반대로, 역극성은 비드폭이 넓어지는 경향을 보인다.
• 용접봉 쪽에 열이 더 많이 집중되므로 용접봉 용융 속도는 느려지지 않고 오히려 빨라진다.

대기압으로 환산한 산소량은 5055리터이다.

환산 용적은 내용적 × 충전압력으로 구하며, $V = V_{0} \times P$에 내용적 $V_{0} = 33.7\ \mathrm{L}$, 충전압력 $P = 150\ \mathrm{kgf/cm^2}$를 대입한다.

$V = 33.7 \times 150 = 5055\ \mathrm{L}$로 계산된다.

수직 자세나 수평필렛 자세에서 운봉법이 나빠 토우부의 모재가 오목하게 파이는 결함은 언더컷이다.

용접 전류가 과대하거나 운봉 속도·각도가 부적절할 때 용착금속이 모재 가장자리를 완전히 채우지 못해 생기는 결함이다.

• 오버랩은 반대로 용착금속이 모재 위로 흘러넘쳐 융합되지 않고 겹친 상태를 말한다.
• 스패터는 용접 중 튀어나온 금속 입자가 모재에 붙는 현상으로 토우부 형상 결함과는 다르다.
• 자기불림은 아크가 자기장의 영향으로 한쪽으로 쏠리는 현상이라 비드 형상 결함의 직접 원인이 아니다.