15년 3회차

정답은 '블로우홀'이다.

강용접부의 통상 초음파탐상검사에서 평면형 결함은 반사 에코가 크고, 블로우홀 같은 구형 결함은 반사 에코가 작다.

• '홈면 융합불량'은 평면형 결함이다.
• '내부 용입불량'은 평면형 결함이다.
• '종균열'은 평면형 결함이다.

방사선투과시험(radiography)에서 사용되는 X선은 연속 X선(Bremsstrahlung radiation)이다. 연속 X선은 고속 전자가 금속 타겟에 충돌할 때 감속되면서 방출되는 광자로, 다양한 에너지를 가진 X선이 연속적으로 발생하여 재료의 투과성을 이용한 내부 결함 검사에 적합하다. 특성 X선은 특정 에너지만 방출되어 투과시험보다는 형광분석에 주로 사용되며, 흡수 X선과 산란 X선은 투과시험의 방해 요인이므로 사용되지 않는다.

정답은 '시험체 내부의 결함 발생시기'이다.

비파괴검사로 평가할 수 있는 항목에는 '시험체 내의 결함 검출'·'시험체의 내부구조 평가'·'시험체의 물리적 특성 평가'가 들어 있고, '시험체 내부의 결함 발생시기'는 그 항목에 들지 않는다.

• '시험체 내의 결함 검출'은 비파괴검사로 평가할 수 있는 항목이다.
• '시험체의 내부구조 평가'는 비파괴검사로 평가할 수 있는 항목이다.
• '시험체의 물리적 특성 평가'는 비파괴검사로 평가할 수 있는 항목이다.

내부 기공은 재료 내부에 고립된 공동으로 표면과 연결되지 않아 침투액이 침투할 수 없으므로 침투탐상으로는 발견 불가능하며, 이는 초음파탐상이나 방사선탐상으로 탐지해야 한다.

침투탐상시험(PT, Penetrant Testing)은 표면에 개방된 결함만 탐지 가능한 비파괴검사 방법이다. 침투액이 결함 내부에 스며들어야 하므로 표면과 연결되지 않은 결함은 감지할 수 없다.

• 갈라짐은 표면에서 내부로 뻗은 열린 균열이다.
• 언더컷은 모재 표면의 홈 형태 결함이다.
• 분화구형 균열은 표면에 노출된 균열이다.

이들은 모두 표면 개방 결함이므로 침투탐상으로 발견 가능하다.

시험체 내부와 외부의 압력차로 유체가 결함을 통해 흐르는 것을 감지해 압력용기·배관 등에 적용하는 검사법은 누설검사이다.

기밀을 유지해야 하는 압력용기나 배관에서 관통 결함 여부를 직접 확인할 수 있는 실용적인 방법이다.

• 침투탐상검사는 표면에 열린 결함만 검출하는 검사법이다.
• 자분탐상검사는 강자성체 표면 결함을 대상으로 하는 검사법이다.
• 초음파탐상검사는 내부 결함을 탐지하는 검사법으로 압력차를 이용하지 않는다.

정답은 '중성자검사(NRT)'이다.

중성자는 철·납 등 원자번호가 높은 중금속에서 흡수가 작고, 중성자검사는 원자번호가 높고 두꺼운 재료의 검사에 적용한다.

• '적외선검사(IRT)'는 결함부와 건전부의 온도 분포를 열화상으로 표시하는 검사이다.
• '방사선투과검사(RT)'는 원자번호가 높고 두꺼운 재료에서 X선·감마선의 감쇠가 크다.
• '스트레인측정(ST)'는 재료의 변형률을 측정하는 방법이다.

침투탐상검사(Penetrant Testing, PT)는 침투액이 미세한 결함에 스며들었다가 현상제로 표면에 나타나는 원리를 이용하므로, 검사 결과는 침투액 도포 시간, 세척 강도, 현상제 선택 등 검사원의 숙련도와 기술에 크게 영향을 받는다. 1번은 전원이 불필요하며, 2번은 금속·세라믹·플라스틱 등 비다공성 재질도 광범위하게 적용 가능하고, 3번은 오히려 흡수성 재료는 침투액 제거가 어려워 검사가 제한되므로 정답은 4번이다.

정답은 '강자성체에 있는 피로균열'이다.

자분탐상시험은 강자성체를 자화한 뒤 표면 및 표면직하의 결함에서 생기는 누설자속에 자분을 흡착시키는 시험이고, 강자성체의 피로균열은 그 검출 대상이다.

• '비자성체의 다공성 결함'은 옳지 않으며, 비자성체는 자분탐상시험의 적용 대상이 아니다.
• '철편에 있는 탄소 함유량'은 옳지 않으며, 탄소 함유량은 재료 성분이고 결함이 아니다.
• '배관 용접부내의 슬래그 개재물'은 옳지 않으며, 용접부 내부의 슬래그 개재물은 방사선투과시험 등 체적 검사의 대상이다.

와전류탐상검사는 도체이기만 하면 강자성체·비자성체 모두에 적용할 수 있다. 또한 비접촉식이라서 고온 상태의 시험체도 탐상할 수 있다. 자분탐상과 누설자속탐상은 강자성체에만 쓸 수 있고, 침투탐상은 고온부에 적용하기 어렵다.

표피효과는 전류가 도체 표면에 집중되는 전자기 현상으로, 초음파탐상검사와는 관계가 없다.

초음파탐상검사는 진동을 전달하는 탄성파를 이용하는 방법으로, 일반적으로 펄스반사법을 적용해 결함이나 바닥면에서 되돌아오는 반사파의 시간과 세기를 분석한다.

이 원리로 시험체의 두께를 재거나 용접부·주조품 내부 결함을 검출할 수 있으며, 표피효과는 오히려 와전류탐상검사에서 다뤄지는 개념이다.

충진율(fill factor)은 코일이 검사 대상 내부 공간을 얼마나 채우는지를 나타내는 지표로, 코일 단면적과 관 단면적의 비율로 계산된다.

코일의 평균 직경이 9mm이므로 코일의 단면적은 $\pi(9/2)^2 = 20.25\pi$이고, 관의 내경이 10mm이므로 관의 단면적은 $\pi(10/2)^2 = 25\pi$이다.
따라서 충진율은
$\frac{20.25\pi}{25\pi} \times 100 = \frac{20.25}{25} \times 100 = 0.81 \times 100 = 81\%$이다.

정답은 '크립톤(Kr) - 황자색'이다.

추적가스로 쓰이는 불활성 기체의 발광색의 옳은 연결에는 '헬륨(He) - 황백색'·'네온(Ne) - 주황색'·'아르곤(Ar) - 적색'이 들어 있고, '크립톤(Kr) - 황자색'은 그 연결에 들지 않는다.

• '헬륨(He) - 황백색'은 옳은 연결이다.
• '네온(Ne) - 주황색'은 옳은 연결이다.
• '아르곤(Ar) - 적색'은 옳은 연결이다.

정답은 '높은 투자율, 낮은 전류자기 및 낮은 보자력'이다.

자분에는 쉽게 자화되고 쉽게 탈자되는 자기 특성이 요구되고, 그 특성은 높은 투자율, 낮은 잔류자기, 낮은 보자력이다.

• '높은 투자율, 높은 전류자기 및 높은 보자력'은 옳지 않으며, 자분에는 낮은 잔류자기와 낮은 보자력이 요구된다.
• '낮은 투자율, 낮은 전류자기 및 높은 보자력'은 옳지 않으며, 자분에는 높은 투자율과 낮은 보자력이 요구된다.
• '낮은 투자율, 높은 전류자기 및 높은 보자력'은 옳지 않으며, 자분에는 높은 투자율, 낮은 잔류자기, 낮은 보자력이 요구된다.

누설검사에서 표준 대기압 1atm의 환산값을 검토한다. 1atm = 101.325kPa ≈ 101.3kPa(4번 정확)이고, 1atm = 760mmHg = 760torr(2번 정확)이며, 1atm = 14.696psi ≈ 14.7psi(1번 정확)이다. 3번의 경우 1atm = 1.0333kg/cm²이므로 980kg/cm²는 980atm에 해당하는 극도로 높은 압력값으로, 1atm의 환산이 아니다.

자분탐상검사의 주요 3과정은 자화(Magnetization), 자분 적용(Application of Ferromagnetic Particles), 자분모양에 의한 관찰 및 기록(Observation and Recording)이다. 전처리는 자분탐상검사 시작 전에 수행하는 사전 준비 단계로서 표면 청소, 탈자 등을 포함하지만, 검사의 핵심 3과정에는 포함되지 않는다.

극간법에서는 결함이 자계 방향과 수직일 때 가장 잘 검출된다. 용접선에 대해 자계를 약 45°로 두고 극간 위치를 90°로 교차해 두 번 검사하면, 용접선과 평행한 결함과 수직인 결함을 모두 효과적으로 검출할 수 있다.

정답은 '프로드의 간격'이다.

프로드법의 소요 전류는 두 전극(프로드) 사이의 간격을 기준으로 산정한다.

• '부품의 종류'는 프로드법의 소요 전류 산정 기준이 아니다.
• '부품의 직경'은 축통전법의 자화 전류 산정 기준이다.
• '부품의 길이'는 코일법에서 $L/D$ 값을 구하는 데 쓰인다.

자외선의 강도 측정은 조도계(일반 조명용)가 아닌 자외선방사계(UV 방사계)로 측정해야 하므로 1번이 틀렸다. 조도계는 가시광선 영역의 밝기를 측정하는 기구로서 자외선 측정에 부적합하다. 2번은 정확한데, 광원이 안정된 후(통상 10~15분 경과 후) 측정하는 것이 표준이다. 3번의 320~400nm는 UVA(근자외선) 영역이 맞다. 4번은 고압 수은 등에 필터를 부착하고 안정기로 구성된 것이 표준 구성이다.

자분탐상시험에서 극간법과 프로드법의 특성을 비교하는 문항입니다.
1번: 극간법은 직접 접촉하지 않고 자력을 유도하므로 탐상면에 손상을 주지 않습니다(참).
2번: 프로드법은 국부적으로 강한 자기장을 형성할 수 있어 대형구조물의 특정 부위 검사에 효과적입니다(참).
3번: 극간법은 전기 아크가 발생하지 않으므로 화재 위험이 낮아 폭발성 분위기가 있는 곳에 적합합니다(참).
4번: 의사지시(false indication)는 프로드법에서 전극 부근에 나타나는 특징이며, 극간법에서는 전극지시 자체가 나타나지 않습니다. 따라서 극간법에서 전극지시의 의사지시모양이 나타난다는 설명은 극간법의 원리와 맞지 않으므로 틀린 것입니다.

정답은 '전도체 주위에 동심 자장을 만든다.'이다.

전도체에 전류가 흐르면 전도체를 둘러싸는 동심원 모양의 자장이 생기고, 이 자장으로 시험체를 자화하는 것이 원형자화이다.

• '전도체 내부에 자극을 만든다.'는 옳지 않으며, 전류가 만드는 동심 자장은 닫힌 원형이고 자극을 만들지 않는다.
• '전도체를 부도체로 변화시킨다.'는 옳지 않으며, 전류는 전도체의 도전성을 바꾸지 않는다.
• '전도체 외부에 자극을 만든다.'는 옳지 않으며, 전류가 만드는 동심 자장은 자극을 만들지 않는다.

정답은 '암미터(Ammeter)'이다.

탈자 여부를 확인하는 기구에는 '자장 지시계(Magnetic Field Indicator)'·'테슬러 미터(Tesia meter)'·'자기 컴퍼스(Magnetic compass)'가 들어 있고, '암미터(Ammeter)'는 그 기구에 들지 않는다. 암미터는 전류를 측정하는 계기이다.

• '자장 지시계(Magnetic Field Indicator)'는 탈자 여부를 확인하는 기구이다.
• '테슬러 미터(Tesia meter)'는 탈자 여부를 확인하는 기구이다.
• '자기 컴퍼스(Magnetic compass)'는 탈자 여부를 확인하는 기구이다.

극간법은 전자석이나 영구자석의 두 자극 사이에 시험체를 두어 자화하므로 선형자장이 생긴다. 축통전법, 직각통전법, 전류관통법은 모두 전류가 흐르는 방향을 둘러싸는 원형자장을 만든다.

정답은 '부품의 길이 방향으로 전류를 흐르게 한다.'이다.

부품의 길이 방향으로 전류를 흘리는 축통전법에서는 전류 주위에 원형 자장이 생기고, 이 방법이 원형자화의 방법이다.

• '부품의 횡단면으로 코일을 감는다.'는 옳지 않으며, 코일을 감는 코일법은 선형자화의 방법이다.
• '요크(yoke)의 끝을 부품길이 방향으로 놓는다.'는 옳지 않으며, 요크를 쓰는 극간법은 선형자화의 방법이다.
• '부품을 전류가 흐르고 있는 코일 가운데 놓는다.'는 옳지 않으며, 코일 가운데 부품을 놓는 코일법은 선형자화의 방법이다.

정답은 '과잉의 자분은 공기를 불어 제거할 수 있다.'이다.

건식자분은 공기를 분산매로 쓰는 자분이고, 과잉의 자분은 약한 공기 흐름으로 제거한다.

• '대량부품 검사에 좋다.'는 옳지 않으며, 대량부품 검사에 좋은 쪽은 습식자분이다.
• '미세결함 검출에 좋다.'는 옳지 않으며, 미세결함 검출에 좋은 쪽은 습식자분이다.
• '표면결함 탐지에 좋다.'는 옳지 않으며, 표면의 미세결함 탐지에 좋은 쪽은 습식자분이다.

자력선의 방향에 평행한 표면 균열이 가장 검출하기 어렵다.

자분탐상검사는 결함 주변의 자력 누설장(magnetic leakage field)을 자분으로 가시화하는 방법으로, 검출 능력은 자력선과 결함의 방향 관계에 따라 결정된다. 자분이 집적되려면 결함이 자력선의 경로를 방해하여 누설장을 형성해야 하는데, 자력선에 평행한 결함은 자력선의 흐름을 방해하지 않으므로 누설장이 거의 발생하지 않아 검출이 매우 어렵다.

• 자력선의 방향에 수직한 표면 균열은 자력선을 직각으로 차단하므로 누설장이 강하게 형성된다.
• 자력선의 방향에 수직한 표면 직하의 균열은 표면 직하에 있어도 수직 결함이므로 누설장이 발생한다.
• 전류의 흐름방향에 평행한 표면 직하의 균열은 전류 방향에 평행하면 자분탐상 원리상 검출 가능하다.

정답은 '전류가 통전되고 있는 동안'이다.

습식연속법은 자화 전류가 흐르는 동안 현탁자분(검사액)을 적용하는 방법이다.

• '전류를 통전시킨 직후'는 잔류법의 자분 적용 시기이다.
• '전류를 통전시키기 직전'은 자화 전류가 흐르기 전이고, 연속법의 적용 시기가 아니다.
• '전류를 통전시키기 30초전'은 자화 전류가 흐르기 전이고, 연속법의 적용 시기가 아니다.

정답은 '3600A', 즉 $3600\,\mathrm{A}$이다.

코일법의 자화력 공식은 $AT=\dfrac{45000}{L/D}$이다. 여기에 $L/D=10/4=2.5$라는 값을 대입하면 자화력은 $AT=\dfrac{45000}{2.5}=18000$이라는 값이다.

코일을 감은 횟수는 $N=5$이다. 전류는 자화력을 감은 횟수로 나눈 값이고, $I=\dfrac{18000}{5}=3600\,\mathrm{A}$이다.

• '450A'는 감은 횟수가 40회일 때의 값이다.
• '900A'는 감은 횟수가 20회일 때의 값이다.
• '1800A'는 감은 횟수가 10회일 때의 값이다.

정답은 '전류의 크기'이다.

KS D 0213에서 자분을 선택할 때 고려할 대상에는 '시험체의 재질'·'자분의 입도'·'자분의 색조'가 들어 있고, '전류의 크기'는 그 대상에 들지 않는다.

• '시험체의 재질'은 자분을 선택할 때 고려할 대상이다.
• '자분의 입도'는 자분을 선택할 때 고려할 대상이다.
• '자분의 색조'는 자분을 선택할 때 고려할 대상이다.

정답은 'M'이다.

시험체 또는 시험할 부위를 전자석 또는 영구자석의 자극 사이에 놓고 검사하는 자화 방법은 극간법이고, KS D 0213의 부호는 'M'이다.

• 'P'는 프로드법의 부호이다.
• 'C'는 코일법의 부호이다.
• 'I'는 자속관통법의 부호이다.

정답은 '500μm/cm 2', 즉 $500\,\mu\mathrm{W/cm^2}$이다.

형광자분을 쓸 때 관찰면의 자외선 강도로 적절한 값에는 '1000μm/cm 2'·'1100μm/cm 2'·'1150μm/cm 2'가 들어 있고, '500μm/cm 2'는 그 기준에 미달한다. 자외선 강도의 단위는 $\mu\mathrm{W/cm^2}$이다.

• '1000μm/cm 2'는 관찰면 자외선 강도 기준을 충족한다.
• '1100μm/cm 2'는 관찰면 자외선 강도 기준을 충족한다.
• '1150μm/cm 2'는 관찰면 자외선 강도 기준을 충족한다.

정답은 '탈자'이다.

탈자는 자계의 방향을 교대로 바꾸면서 자계의 강도를 감쇄시키는 조작이고, 시험체의 잔류자기를 제거한다.

• '자화'는 시험체에 자속을 만드는 조작이다.
• '통전'은 시험체나 도체에 전류를 흘리는 조작이다.
• '관찰'은 형성된 자분모양을 살펴보는 조작이다.

정답은 '1/4~1초'이다.

KS D 0213에서 잔류법은 자화 조작을 마친 뒤 자분을 적용하는 방법이고, 적용하는 통전시간은 $\tfrac{1}{4}\sim 1\,\mathrm{s}$이다.

• '1/20~1/10초'는 잔류법 통전시간 기준이 아니다.
• '1~3초'는 잔류법 통전시간 기준이 아니다.
• '5~10초'는 잔류법 통전시간 기준이 아니다.

정답은 '의사모양인 전류지시는 전류를 작게 하거나 잔류법으로 재시험하면 자분모양이 사라진다.'이다.

KS D 0213 의 의사모양 가운데 전류지시는 큰 전류가 흐르는 자화 케이블 등이 시험면에 접촉한 부위에 생기는 지시이고, 전류를 작게 하거나 잔류법으로 재시험하면 자분모양이 사라진다.

• '자기펜자국의 의사모양은 축통전법 사용시 발생하므로 프로이드법을 사용하면 사라진다.'는 옳지 않으며, 자기펜자국은 잔류법에서 자화된 시험체가 다른 강자성체와 접촉한 부위에 나타나는 의사모양이다.
• '충격전류를 사용할 때는 일반적으로 통전시간이 매우 길기 때문에 연속법을 사용하여야 한다.'는 옳지 않으며, 충격전류는 통전시간이 짧고 잔류법에 쓰인다.
• '잔류법 사용시 자화조작 후 자분모양을 관찰할 때 다른 시험체를 접촉시키면 좋은 효과가 있다.'는 옳지 않으며, 다른 강자성체와 접촉한 부위에는 자기펜자국의 의사모양이 나타난다.

정답은 '100μW', 즉 $100\,\mu\mathrm{m}$이다.

C형 표준시험편은 두께 $100\,\mu\mathrm{m}$ 이하의 양면 정착테이프로 시험면에 밀착시킨다.

• '10μW'는 정착테이프 두께의 최대치가 아니다.
• '30μW'는 정착테이프 두께의 최대치가 아니다.
• '50μW'는 정착테이프 두께의 최대치가 아니다.

KS D 0213(철강재료의 자분탐상 시험방법)에서 규정하는 C형 표준시험편은 판 두께 50μm이다. C형은 표면 결함 검출 능력을 평가하기 위한 기준 시험편으로, 50μm의 얇은 판 두께로 미세한 결함 검출 감도를 측정한다.

정답은 '자기펜자국이 생긴다.'이다.

잔류법에서 자화된 시험면이 다른 시험체나 강자성체와 접촉하면 그 접촉 부위가 국부적으로 자화되고, 그 자리에 자기펜자국이라는 의사모양이 나타난다.

• '전류지시가 생긴다.'는 옳지 않으며, 전류지시는 큰 전류가 흐르는 자화 케이블 등이 시험면에 접촉한 부위에 생기는 의사모양이다.
• '전극지시가 생긴다.'는 옳지 않으며, 전극지시는 프로드법에서 전극 주변에 자주 생기는 의사지시이다.
• '자극지시가 생긴다.'는 옳지 않으며, 다른 강자성체와의 접촉으로 생기는 의사모양의 명칭은 자기펜자국이다.

교류 요크는 최대 극간거리에서 최소한 4.5kg의 인상력을 가져야 한다. 따라서 '최대한'이라고 한 설명이 틀리다. 영구자석 요크(및 직류 요크)는 최대 극간거리에서 최소한 18kg의 인상력을 가져야 한다.

정답은 '6400~8000', 즉 $6400\sim8000\,\mathrm{A/m}$이다.

담금질한 일반 부품에 잔류법을 적용할 때 필요한 자계강도는 $6400\sim8000\,\mathrm{A/m}$ 범위이다.

• '1200~2000'은 일반 용접부를 연속법으로 탐상할 때 예측 결함에 직각인 방향의 자계강도 범위이다.
• '2400~3600'은 담금질한 부품의 잔류법 적용 자계강도 기준이 아니다.
• '12000이상'은 담금질한 부품의 잔류법 적용 자계강도 기준이 아니다.

KS D 0213의 자외선 조사장치는 파장 320~400nm의 자외선을 내야 하고, 필터면에서 38cm 떨어진 곳의 자외선 강도가 800μW/cm² 이상이어야 한다. 10cm 거리에서 80μW/cm²인 장치는 이 기준에 크게 못 미치므로 사용할 수 없다. 직류식 자화장치와 영구자석 자화장치는 사용할 수 있다.

정답은 '시험코일의 내면에 부착시켜 사용한다.'이다.

축통전법에서 도체 패드의 설명에는 '시험품과 전극사이에 끼워서 사용한다.'·'전류를 잘 전도하는 것이어야 한다.'·'시험품의 국부적 소손을 방지하는 역할을 한다.'가 들어 있고, '시험코일의 내면에 부착시켜 사용한다.'는 여기에 들지 않는다.

• '시험품과 전극사이에 끼워서 사용한다.'는 도체 패드의 설명이다.
• '전류를 잘 전도하는 것이어야 한다.'는 도체 패드의 설명이다.
• '시험품의 국부적 소손을 방지하는 역할을 한다.'는 도체 패드의 설명이다.

정답은 '전자석형 자화장치'이다.

전자석형(극간법) 자화장치는 자화력을 전류값이 아니라 인상력으로 규정하는 방식이다. 이 경우에는 전류계를 생략한다.

• '코일형 자화장치'는 전류계 생략 대상이 아니다.
• '통전형 자화장치'는 전류계 생략 대상이 아니다.
• '프로드형 자화장치'는 전류계 생략 대상이 아니다.

정답은 '사선의 왼쪽은 인공흠의 깊이, 사선의 오른쪽은 판의 두께, 숫자의 단위는 μW이다.'이다.

A형 표준시험편의 표기 $7/50$에서 사선 왼쪽 숫자는 인공흠의 깊이를, 오른쪽 숫자는 판의 두께를 나타낸다.

• '사선의 왼쪽은 편의 두께, 사선의 오른쪽은 인공흠의 깊이, 숫자의 단위는 mm이다.'는 옳지 않으며, 왼쪽 숫자는 인공흠의 깊이이고 오른쪽 숫자는 판의 두께이다.
• '사선의 왼쪽은 인공흠의 가로 길이, 사선의 오른쪽은 인공흠의 세로길이, 숫자의 단위는 mm이다.'는 옳지 않으며, 두 숫자는 각각 인공흠의 깊이와 판의 두께를 나타낸다.
• '사선의 왼쪽은 판의 두께, 사선의 오른쪽은 인공흠의 깊이, 숫자의 단위는 μW이다.'는 옳지 않으며, 왼쪽 숫자가 인공흠의 깊이이고 오른쪽 숫자가 판의 두께이다.

Al-Si계 주조용 합금의 공정점에서 생성되는 조대한 육각 판상 Si 조직(공정 실리콘)을 미세화하기 위해 첨가하는 변질제(modifier)는 알칼리 금속 또는 그 화합물이다. 반면 금속납은 이러한 변질 효과가 없으며, Al-Si 합금의 기계적 성질 개선과 무관한 원소로서 오히려 주조성 악화를 초래할 수 있어 변질제로 첨가되지 않는다.

금속나트륨, 수산화나트륨, 알칼리염류는 모두 공정 Si의 결정 성장을 억제하여 미세한 침상 조직으로 개량하는 데 사용된다.

쌍정변형은 원자면을 경계로 원자 배열이 거울에 비친 상처럼 대칭으로 이동하는 소성변형이다.

전위변형(슬립)은 원자면이 미끄러져 이동할 뿐 거울 대칭을 이루지 않으며, 딤플변형은 파단면에 나타나는 연성파괴 흔적을 가리키는 용어로 변형 기구 자체를 뜻하지 않는다.

스텔라이트는 주조 그대로 사용하는 비철합금으로, 열처리 없이도 충분한 경도를 갖는 것이 특징이다. 따라서 '열처리를 실시하여야만 충분한 경도를 갖는다'는 틀린 설명이다.

스텔라이트의 나머지 특성은 모두 정확하다.

• 주조한 상태 그대로 연삭하여 사용한다.
• 성분 조성(Co 40~55%, Cr 25~33%, W 10~20%, C 2~5%, Fe 5% 등)이 표준이다.
• 600℃ 이상의 고온에서 고속도강보다 경도가 우수하지만 취성이 커서 단조가 불가능하고 충격에 약한 특성을 가진다.

정답은 '시멘타이트'이다.

시멘타이트는 철과 탄소의 화합물인 $\mathrm{Fe_3C}$이다. 페라이트·오스테나이트·트루스타이트보다 경도가 높다.

• '페라이트'는 시멘타이트보다 무르다.
• '오스테나이트'는 시멘타이트보다 무르다.
• '트루스타이트'는 시멘타이트보다 무르다.

초미립자는 1nm부터 100nm 범위의 입자를 의미한다. 콜로이드 입자의 크기 범위인 100nm는 초미립자의 상한값에 해당하므로 '초미립자의 크기는 100nm의 콜로이드 입자의 크기와 "같은 정도의 분체"'라는 표현이 가장 타당하다.

• '초미립자 제조는 크게 체질법과 고상법이 있다': 초미립자 제조 방법은 크게 기상법(CVD, 스프레이 건조 등)과 액상법(졸-겔, 침전법 등)으로 분류되므로 잘못된 분류다.
• '체질법을 이용하면 청정 초미립자 제조가 가능하다': 체질법은 이미 만들어진 물질을 기계적으로 분쇄하는 방식으로 불순물 혼입 위험이 있어 거짓이다.
• '고상법은 균일한 초미립자 분체를 대량 생산하는 방법으로 우수하다': 고상법은 반응성이 낮고 균일성이 떨어져 대량 생산에 부적합하므로 틀렸다.

Cu 약 70%에 Ni 10~20%, Zn 15~30%를 넣은 합금은 양백(nickel silver)으로, 은백색을 띠고 탄성이 좋아 스프링이나 화학 장치용 재료로 쓰인다.

청동은 Cu-Sn계, 엘린바는 Fe-Ni계 불변강, 모넬메탈은 Ni-Cu계 합금으로 각각 조성 원소나 비율이 양백과 다르다.

금(Au)은 이온화 경향이 매우 작아 묽은 산과 거의 반응하지 않으므로 수소 가스를 발생시키기 가장 어렵다.

• 칼슘(Ca)은 이온화 경향이 매우 커서 산과 격렬히 반응한다.
• 나트륨(Na) 역시 반응성이 매우 큰 금속이다.
• 알루미늄(Al)은 산과 반응하여 수소를 발생시킨다.

황동(Brass)은 구리(Cu)와 아연(Zn)의 합금이다. 보기 1번 Cu+Ni는 니켈 은(니켈 실버), 2번 Cu+Sn은 청동(Bronze), 4번 Cu+Al은 알루미늄 청동으로 각각 다른 구리 합금이다.

정답은 'B'이다.

그림의 냉각곡선은 세로축이 온도, 가로축이 시간이며, 곡선은 A에서 B까지 내려간 뒤 B에서 C까지 온도가 일정한 수평 구간을 이루고 C에서 D까지 다시 내려간다.

수평 구간은 액체와 고체가 공존하며 응고가 진행되는 구간이고, 그 시작점 B가 응고 시작점, 끝점 C가 응고 완료점이다.

• 'A'는 액체 상태의 냉각이 시작되는 점이다.
• 'C'는 수평 구간이 끝나는 응고 완료점이다.
• 'D'는 응고를 마친 고체가 냉각되는 구간의 끝점이다.

정답은 '코비탈륨'이다.

코비탈륨은 Y합금에 Ti과 Cu를 첨가한 피스톤용 합금이다. 두 원소의 첨가량은 각각 $0.2\%$이다.

• '라우탈'은 Y합금에 Ti과 Cu를 첨가한 피스톤용 합금의 명칭이 아니다.
• '두랄루민'은 Y합금에 Ti과 Cu를 첨가한 피스톤용 합금의 명칭이 아니다.
• '하이드로 날륨'은 Y합금에 Ti과 Cu를 첨가한 피스톤용 합금의 명칭이 아니다.

정답은 '비중'이다.

비중은 어떤 물체와 같은 부피를 가진 물의 무게에 대한 그 물체의 무게의 비이다.

• '비열'은 단위 질량의 물질 온도를 단위 온도만큼 높이는 데 필요한 열량이다.
• '숨은열'은 물질의 상태가 바뀌는 동안 온도 변화 없이 흡수되거나 방출되는 열량이다.
• '열전도율'은 물질이 열을 전달하는 능력을 나타내는 지표이다.

정답은 '2.0%', 즉 $2.0\%$이다.

강과 주철의 탄소 함유량 경계는 $2.0\%$이다.

• '0.1%'는 강과 주철을 구분하는 탄소 함유량 기준이 아니다.
• '0.5%'는 강과 주철을 구분하는 탄소 함유량 기준이 아니다.
• '1.0%'는 강과 주철을 구분하는 탄소 함유량 기준이 아니다.

베어링 합금은 축과 축받이 사이의 마찰을 최소화하고 하중을 견뎌야 하는 재료로서, 선택 기준이 명확하다. '충분한 취성을 가지며 소착성이 클 것'의 "충분한 취성(brittleness)"은 베어링 합금에 요구되지 않으며 오히려 해로운 성질이다.

베어링은 반복하중과 충격을 받으므로 오히려 일정한 연성(ductility)과 함께 경도 있는 강인성이 필요하며, "소착성(adhesiveness)이 크다"는 표현도 부정확하다. 베어링 합금은 축과의 이착성(non-adhesiveness)이 커야 안착성이 좋아지고 마찰이 줄어든다.

반면 마찰계수가 작고 내식성이 우수해야 하는 것, 높은 내압력과 강도를 갖춰야 하는 것, 주조성·절삭성·열전도율이 우수해야 하는 것은 모두 베어링 합금의 필수 조건이다.

킬드강은 Fe-Si, Al 등의 강한 탈산제로 완전히 탈산하여 기포나 편석은 거의 없으나, 응고 시 중앙 상부에 큰 수축공이 생기는 강이다.

• 캡드강은 부분적으로만 탈산한 강이다.
• 림드강은 거의 탈산하지 않아 기포가 많다.
• 세미킬드강은 킬드강과 림드강의 중간 정도로 탈산한 강이다.

정답은 '담금질에 의하여 변형이나 담금질 균열이 없어야 한다.'이다.

게이지용강은 높은 경도와 함께 담금질 변형이나 균열이 없는 성질을 갖추어야 한다.

• '팽창계수가 보통 강보다 커야 한다.'는 옳지 않으며, 게이지용강은 팽창계수가 보통 강보다 작아야 한다.
• 'HRC 45 이하의 경도를 가져야 한다.'는 옳지 않으며, 게이지용강은 HRC 45보다 높은 경도를 가져야 한다.
• '시간이 지남에 따라 치수 변화가 커야 한다.'는 옳지 않으며, 게이지용강은 시간이 지나도 치수 변화가 작아야 한다.

정답은 $D=\dfrac{T}{2}+1$이라는 보기, 즉 용접봉 지름이 모재 두께의 절반에 상수 1을 더한 값이라는 관계식이다.

가스용접에서 용접봉 지름은 모재가 두꺼울수록 커지는 값이며, $T=3.2\,\mathrm{mm}$일 때 $D=\dfrac{3.2}{2}+1=2.6\,\mathrm{mm}$이다.

• $D=\dfrac{2}{T}+1$이라는 보기는 분모에 모재 두께가 들어 있는 식이며, 모재가 두꺼울수록 용접봉 지름이 작아지는 관계이다.
• $D=\dfrac{T}{2}-1$이라는 보기는 $T=3.2\,\mathrm{mm}$일 때 $D=0.6\,\mathrm{mm}$이며, 상수 1을 빼는 식이다.
• $D=\dfrac{2}{T}-1$이라는 보기는 $T=3.2\,\mathrm{mm}$일 때 $D=-0.375\,\mathrm{mm}$이며, 지름이 음수가 된다.

용적이행 방식 중 글로뷸러형은 비교적 큰 액적이 단락되지 않고 연속적으로 옮겨가는 특징을 가진다. 서브머지드 아크 용접에서 대전류 사용 시 관찰되며, 액적이 모재 표면에 충돌할 때 마치 펀치로 때리는 효과를 일으켜 '펀치 효과형'이라고 불린다. 단락형은 쇼트(단락)를 반복하고, 스프레이형은 미세한 액적을 고속으로 분사하며, 펄스형은 펄스 전류를 사용하는 방식으로 각각 다른 특성을 가진다.

허용사용률 = $\left(\dfrac{\text{정격 2차 전류}}{\text{실제 용접전류}}\right)^2 \times \text{정격사용률}$이다.
대입하면 $\left(\dfrac{200}{150}\right)^2 \times 40 = 1.778 \times 40 \approx 71.1\%$이다. 따라서 허용사용률은 약 71%이다.