07년 1회차

탄소강은 탄소 함유량이 늘수록 강도·경도는 커지지만 충격치(인성)는 감소하므로, 충격치가 증가한다는 설명이 옳지 않다.

탄소가 늘면 단단하고 취약한 시멘타이트(F$e_{3}$C)의 양이 많아져 강도·경도는 높아지고 연신율·충격치는 낮아진다.

• 인장강도 증가: 시멘타이트 증가로 강화되어 옳다.
• 항복점 증가: 변형 저항이 커져 옳다.
• 경도 증가: 탄소량에 비례해 커지므로 옳다.

회주철 기호 GC300 에서 숫자 300은 최저 인장강도(N/m$m^{2}$)를 뜻한다.

KS 회주철품 기호는 GC(gray casting) 뒤에 인장강도 값을 붙여 등급을 나타낸다. $\mathrm{N/mm^2}=\mathrm{MPa}$ 이므로 300 MPa 급 회주철이다.

• 항복강도: 회주철은 뚜렷한 항복점이 없어 기호의 기준이 되지 않는다.
• 굽힘강도: 기호에 쓰는 값이 아니다.
• 전단강도: 기호에 쓰는 값이 아니다.

피로한도는 반복하중을 가하는 피로시험으로 구하므로, 피로한도와 압축시험의 짝이 적합하지 않다.

피로한도는 응력 진폭을 바꿔 가며 파단까지의 반복 횟수를 측정한 S-N 곡선에서 수평이 되는 응력으로 정한다. 정적인 압축시험으로는 얻을 수 없다.

• 종탄성계수－인장시험: 응력-변형률 선도의 탄성 구간 기울기로 구한다.
• 전단항복응력－비틀림시험: 비틀림으로 순수 전단 상태를 만들어 구한다.
• 경도－압입시험: 브리넬·비커스·로크웰 등 압입자로 측정한다.

유압장치는 배관으로 동력을 전달하므로 원격조작이 쉽다. 구조가 복잡해 원격조작이 어렵다는 설명이 옳지 않다.

유압은 파스칼 원리로 작은 힘을 큰 힘으로 증폭하고, 밸브로 압력·유량·방향을 조절해 제어가 쉽고 정확하다.

• 힘의 증폭이 용이하다: 파스칼 원리에 따른 유압의 장점이다.
• 제어하기 쉽고 정확하다: 무단 변속과 정밀 제어가 가능하다.
• 작동 액체로 오일이나 물 등을 쓴다: 광유계 작동유와 수성 작동유가 모두 쓰인다.

공기정압 베어링은 볼·롤러 없이 압축공기 막으로 축을 띄워 지지하는 베어링이다.

정압 베어링은 외부에서 가압한 유체(공기·기름)의 압력으로 하중을 받는 미끄럼(유체) 베어링의 일종이라 전동체가 없다.

• 레이디얼 베어링: 반지름 방향 하중을 받는 구름 베어링으로 볼이나 롤러를 쓴다.
• 스러스트 롤러베어링: 축 방향 하중을 롤러로 받는다.
• 레이디얼 롤러베어링: 반지름 방향 하중을 롤러로 받는다.

인성(toughness)은 파괴가 일어나기까지 재료가 흡수하는 에너지의 크기이다.

응력-변형률 선도에서 파단까지의 전체 면적에 해당하며, 강도와 연성을 함께 갖춘 재료일수록 크다.

• 국부 소성 변형에 대한 저항성: 경도에 대한 설명이다.
• 탄성변형 에너지 흡수와 하중 제거 시 회복력: 레질리언스(resilience)에 대한 설명이다.
• 파괴까지의 소성 변형 정도: 연성에 대한 설명이다.

짧은 거리를 움직이며 큰 힘을 내는 기구는 토글 기구(toggle mechanism)이다.

두 링크가 일직선에 가까워질수록 입력 변위에 대한 출력 변위가 작아져 힘의 배율이 매우 커진다. 프레스·클램프 등에 쓰인다.

• 와트 기구: 링크로 근사 직선 운동을 얻는 기구이다.
• 스코치 요크 기구: 회전 운동을 단현 왕복 운동으로 바꾸는 기구이다.
• 팬토그래프: 도형을 확대·축소해 옮기는 기구이다.

응력집중계수는 탄성영역에서 형상만으로 정해지는 값이므로, 재질이 다르면 값이 다르다는 설명이 옳지 않다.

형상계수(이론 응력집중계수) $\alpha_k=\dfrac{\sigma_{max}}{\sigma_{av}}$ 는 노치·단 등 기하학적 형상에 의해서만 결정된다.

• 단면 급변부에서 힘의 흐름이 변해 발생한다: 응력집중의 정의로 옳다.
• 평균응력에 대한 최대응력의 비율이다: 응력집중계수의 정의로 옳다.
• 곡률 반지름을 크게 하거나 단면을 완만하게 바꾼다: 응력집중 완화 대책으로 옳다.

옥탄가는 가솔린의 내폭성(노킹 억제 능력)을 나타내며, '옥탄가 90'은 표준연료 중 이소옥탄의 체적 비율이 90 %라는 뜻이다.

표준연료는 노킹이 잘 일어나지 않는 이소옥탄(옥탄가 100)과 잘 일어나는 정헵탄(옥탄가 0)의 혼합물이다. 시험 연료와 같은 노킹 강도를 내는 혼합물의 이소옥탄 체적 백분율이 옥탄가이다.

• 발열량과는 관계가 없으므로 발열량을 내세운 조합은 틀리다.
• 정헵탄 체적은 노킹을 일으키는 성분의 비율이라 옥탄가 수치가 아니다.

영구주형에 비철금속을 압입하고, 고온챔버식과 저온챔버식으로 나뉘는 주조법은 다이 캐스팅(die casting)이다.

다이 캐스팅은 정밀한 금형(다이)에 용융금속을 고압으로 주입하고 응고될 때까지 압력을 유지한다. 저융점 합금(Zn 등)은 가압실이 용탕 속에 있는 고온챔버식, Al 합금 등은 저온챔버식을 쓴다.

• 스퀴즈 캐스팅: 금형에 부은 용탕을 펀치로 눌러 응고시키는 용탕단조이며 챔버식 구분이 없다.
• 원심 주조법: 회전하는 주형의 원심력으로 관 등을 만든다.
• 인베스트먼트 주조법: 왁스 모형으로 만든 일회용 세라믹 주형을 쓴다.

나사산 각도가 55°인 나사는 관용나사이다.

관용나사는 휘트워스 나사 계열로 산의 각도가 55°이며 배관 연결에 쓴다.

• 미터보통나사: 나사산 각도 60°이다.
• 미터계(TM) 사다리꼴나사: 나사산 각도 30°이다.
• 인치계(TW) 사다리꼴나사: 나사산 각도 29°이다.

냉간 소성가공에서는 연성이 오히려 감소하므로 풀림효과에 의한 연성의 증대는 일어나지 않는다.

재결정온도 이하에서 가공하므로 전위가 쌓여 가공경화가 생기고, 강도·경도는 오르고 연성은 떨어진다. 연성 회복은 가공 후 별도의 풀림 처리로 얻는다.

• 단류선 형성: 결정립이 가공 방향으로 늘어나 생긴다.
• 가공경화: 전위 집적으로 생긴다.
• 잔류응력 발생: 불균일 변형으로 생긴다.

공작물을 센터나 척으로 고정하지 않고 받침판으로 지지하며 원통면을 연속 연삭하는 공정은 센터리스 연삭(centerless grinding)이다.

센터리스 연삭은 연삭숫돌·조정숫돌·받침판 사이에 공작물을 놓고 조정숫돌로 회전과 이송을 주어 가늘고 긴 공작물을 연속 가공한다.

• 크립 피드 연삭: 절입을 크게 하고 이송을 매우 느리게 하는 평면·성형 연삭이다.
• 원통 연삭: 센터나 척으로 공작물을 지지해 외경을 연삭한다.
• 전해 연삭: 전해 작용과 연삭을 결합한 가공이다.

금형의 파팅 라인이나 이젝터 핀 틈으로 수지가 새어 나와 얇은 지느러미처럼 굳는 불량은 플래시(flash) 현상이다.

사출 압력에 비해 금형 체결력이 부족하거나 금형 맞춤면이 불량할 때 생기므로, 체결력을 높이고 금형 밀착성을 좋게 해 방지한다.

• 플로 마크: 수지가 흐른 자국이 표면에 물결 모양으로 남는 불량이다.
• 싱크 마크: 두꺼운 부분의 수축으로 표면이 오목하게 꺼지는 불량이다.
• 웰드 마크: 갈라져 흐르던 수지가 다시 만나는 곳에 생기는 줄무늬이다.

균열이 매우 빠르게 진전하는 것은 취성파괴의 특징이므로 연성파괴와 관련이 없다.

연성파괴는 상당한 소성변형(네킹)을 거친 뒤 균열이 천천히 진전하며 일어나, 파단 전에 징후가 보인다.

• 컵－원뿔 파괴: 연성재료 인장 파단면의 전형적인 형태이다.
• 소성변형이 상당히 일어난 후 파괴: 연성파괴의 정의이다.
• 취성파괴에 비해 덜 위험함: 파괴 전 변형으로 예측이 가능하기 때문이다.

리벳 구멍 사이의 강판이 끊어지는 경우 이음 강도는 $P=(p-d)\,t\,\sigma_t$ 이다.

한 피치 $p$ 폭의 강판에서 리벳 구멍 지름 $d$ 만큼을 뺀 순단면적 $(p-d)t$ 가 인장응력 $\sigma_t$ 를 받는다.

• $P=\dfrac{\pi}{4}d^2\tau$: 리벳 자체가 전단되는 경우의 강도이다.
• $P=2et\tau$: 리벳 중심에서 가장자리까지의 강판이 전단(찢김)되는 경우의 강도이다.
• $P=dt\sigma_c$: 리벳 또는 강판 구멍이 압축(압궤)되는 경우의 강도이다.

비소모성 텅스텐 전극과 별도의 용가재를 쓰는 방식은 MIG 용접이 아니라 TIG 용접이므로 이 설명이 옳지 않다.

불활성 가스 아크 용접은 전극이 녹지 않는 TIG(텅스텐 전극)와 전극 와이어가 녹아 용가재가 되는 MIG(소모성 전극)로 나뉜다.

• 아르곤·헬륨을 차폐가스로 아크와 용융 금속을 보호한다: 정의로 옳다.
• 가스를 용접 토치로 분출하며 생산비가 비싸다: 불활성 가스 비용 때문에 옳다.
• 용착효율이 거의 100 %에 가깝다: 산화 손실이 적어 옳다.

공작물이 이송운동을 하는 공작기계 짝은 밀링머신과 평면연삭기이다.

밀링머신과 평면연삭기는 공구(커터·숫돌)가 회전해 절삭운동을 하고, 공작물을 고정한 테이블이 움직여 이송한다.

• 선반: 공작물이 회전(절삭운동)하고 공구대가 이송한다.
• 드릴링머신: 드릴이 회전과 이송을 모두 한다.

환경경영체제를 평가·인증하는 국제 표준 규격의 통칭은 ISO 14000 시리즈이다.

ISO 14000 은 기업 활동 전반의 환경경영체제(EMS)를 다루며, 인증 요구사항은 ISO 14001 에 규정되어 있다.

• ISO 9000: 품질경영체제 규격 시리즈이다.
• ISO 9004: 품질경영 성과 개선을 위한 지침이다.
• ISO 8402: 품질 관련 용어 규격이다.

취성재료는 항복점이 뚜렷하지 않으므로 상온 정하중에서는 극한강도(인장강도)를 기준강도로 삼는다. 항복점을 고려한다는 설명이 옳지 않다.

기준강도는 하중 조건에 따라 다르다. 연성재료 정하중은 항복점, 반복하중은 피로한도, 고온은 크리프 한도를 쓴다.

• 안전도를 크게 하면 경제성이 저하된다: 재료·중량이 늘어 옳다.
• 허용응력에 대한 기준강도를 안전계수라 한다: 안전계수 = 기준강도 ÷ 허용응력이므로 옳다.
• 허용응력은 기준강도보다 작아야 한다: 안전계수가 1보다 크므로 옳다.