[침투비파괴검사기능사 필기] 15년 4회차 기출문제 정답·해설 페이지

방사선투과검사 필름에서 건전부보다 결함부의 농도가 밝게(옅게) 나타나는 결함은 텅스텐 혼입이다.
텅스텐은 강재보다 원자번호와 밀도가 높아 방사선을 더 많이 흡수하므로, 그 부분에는 방사선이 상대적으로 적게 투과되어 필름의 노출량이 줄어들고 결과적으로 농도가 낮게(밝게) 나타난다.
반면 슬래그 혼입, 융합불량, 용입부족과 같은 결함은 모재보다 밀도가 낮은 빈 공간이므로 방사선이 더 많이 투과되어 필름에 어둡게 나타난다.

세라믹은 비전도성 절연체이므로 유도전류가 발생하지 않아 전자유도시험을 적용할 수 없으며, 세라믹 내 미세균열 검출에는 초음파탐상이나 열화상 검사 등 다른 방법을 사용해야 한다.
전자유도시험(Eddy Current Testing)은 전도성 재료에 교류 자기장을 인가하여 유도전류를 발생시키고, 재료의 결함이나 물성 변화에 따른 임피던스 변화를 감지하는 검사 방법이다.
반면 비철금속 재료의 재질시험, 철강 재료의 결함탐상, 비전도체 표면의 도금막 두께 측정(도금막 자체는 전도성)은 모두 전자유도시험의 적용 가능 분야다.

오스테나이트 스테인리스강은 비자성(비강자성) 재료이므로 자분탐상시험을 적용할 수 없다. 자분탐상시험(Magnetic Particle Testing)은 강자성 재료에만 적용되는 시험이다.
자분탐상시험은 자기장을 이용하여 표면 및 표면직하 결함에서 발생하는 누설자장으로 철분말을 흡착시켜 결함을 검출하는 원리이기 때문에, 자성을 가지지 않는 오스테나이트강에서는 효과를 발휘할 수 없다.
강용접부의 표면결함검사, 철강재료의 표면결함 검출, 표면직하 결함 검출은 모두 자분탐상시험의 적용 범위에 속한다.

금속 내부의 불연속(내부 결함)을 검출하는 데 적합한 비파괴검사법의 조합은 방사선투과시험과 초음파탐상시험이다.
두 검사법 모두 시험체 내부까지 에너지가 투과하므로 표면뿐 아니라 내부에 존재하는 기공, 개재물, 균열 등을 검출할 수 있다.
이에 비해 와전류탐상·누설시험·자분탐상·침투탐상은 주로 표면 또는 표면 직하 결함 검출에 적합하다.

침투탐상시험에서 쉽게 찾을 수 있는 결함은 표면결함이다.
침투탐상은 모세관 현상을 이용해 표면에 열려 있는 흠 속으로 침투액이 스며들었다가 다시 배어 나오는 원리를 이용하므로, 표면 밑에 묻혀 있거나 내부에 존재하는 결함은 검출할 수 없다.

높은 원자번호를 갖는 두꺼운 재료나 핵연료봉과 같은 물질의 결함검사에는 중성자투과검사(NRT)가 적용된다.
중성자는 원자번호가 높은 금속(납, 우라늄, 텅스텐 등)을 비교적 잘 투과하면서도 수소와 같은 가벼운 원소에는 강하게 반응하므로, 금속 차폐체나 두꺼운 클래딩으로 둘러싸인 핵연료봉 내부를 검사하는 데 효과적이다.

시험체 내부와 외부의 압력 차이를 이용해, 주위는 대기압으로 두고 계(시험체) 쪽을 가압하거나 감압하여 결함을 탐상하는 방법은 누설시험이다.
압력 차이로 인해 시험체의 관통된 결함 부위에서 기체나 액체가 새어 나오거나 흡입되는 현상을 검출해, 밀폐성이 요구되는 배관·용기의 기밀 여부를 확인한다.

자분탐상검사에서 자계 형성 방식은 선형자계와 원형자계로 구분된다. 코일법은 시편을 코일 내부에 놓아 축 방향의 선형자계를 형성하고, 극간법은 U자형 자석의 두 극 사이에 시편을 놓아 극간 방향의 선형자계를 형성한다. 반면 전류관통법은 시편에 직접 전류를 흘려 원형자계를 만들고, 축통전법도 축 방향 전류로 원형자계를 형성하므로 선형자계 방법이 아니다.

탐촉자를 이동시키지 않고 고정된 지점에서 대형 설비 전체를 한 번에 탐상할 수 있는 초음파탐상검사법은 유도 초음파법이다.
유도 초음파는 배관이나 판재를 따라 길게 전파되는 성질을 이용해, 한 지점에 탐촉자를 설치한 채로 수 미터에서 수십 미터 범위를 한 번에 탐상할 수 있어 장거리 배관 검사에 효율적이다.

침투탐상은 다공질 표면의 불연속 검출에는 적합하지 않다. 표면에 열려 있는 결함으로 침투액이 모세관현상에 의해 스며드는 원리인데, 다공질 표면은 전면에 침투액이 배어 배경이 밝아지면서 결함 지시가 묻혀 버린다.
큰 시험체에서 필요한 부분만 골라 검사할 수 있다는 것은 실제 장점이다.
표면에 열린 균열이나 불연속의 검출·측정에 유리하다는 설명도 옳다.
성질이 다른 탐상액을 섞어 쓰면 감도가 달라진다는 설명 역시 옳다.

고체가 소성변형하거나 균열이 자라면서 스스로 내보내는 탄성파를 검출해 결함의 발생·성장 같은 동적 거동을 평가하는 방법은 음향방출시험이다. 하중을 건 상태에서 재료 내부의 응력파를 센서로 실시간 수신한다.
누설검사는 압력 차이로 유체가 새는 지점을 찾는 방법이라 자발적인 탄성파와는 무관하다.
초음파탐상시험은 밖에서 초음파를 넣어 반사파로 내부 결함을 찾는 방법이다.
와전류탐상시험은 전자유도로 표면 근처의 결함을 검출하는 방법이다.

시험체를 코일 안쪽에 넣고 검사하는 코일은 관통코일이다. 선재나 지름이 작은 봉·관을 코일 속으로 통과시키면서 연속 자동검사하는 데 널리 쓰인다.
표면코일은 시험체 표면에 코일면을 마주 대고 국부를 검사한다.
프로브코일은 표면코일 계열로 좁은 부위를 짚어 보는 국부 탐상에 쓰인다.
내삽코일은 반대로 관이나 구멍 안에 넣어 안쪽에서 검사한다.

1기압은 760mmHg = 760torr = 1013mbar(1013hPa) ≒ 1.033kg/cm2이다. 10.33은 1기압을 수주로 나타낸 값인 10.33mH2O에 해당하므로 10.33kg/cm2은 1atm보다 약 10배 큰 다른 값이다.

초음파빔 폭보다 큰 결함의 크기 측정에 가장 적합한 기법은 6dB drop법이다. 탐촉자를 옮기며 에코 높이가 최대치의 절반(-6dB)이 되는 위치를 결함의 끝으로 보고 그 사이의 이동거리로 치수를 구한다.
20dB drop법은 빔 폭과 비슷하거나 더 작은 결함의 치수를 추정할 때 쓴다.
DGS선도법은 거리·이득·크기의 관계로 결함을 등가 크기로 환산하는 평가법이라 실제 치수 측정과는 다르다.
위상배열(PA)은 빔을 전자적으로 제어해 주사하는 탐상 방식이지 결함 치수 판정 기준 자체는 아니다.

지시모양의 크기는 불연속 내부에 침투액이 얼마나 머물렀는지를 나타내므로, 불연속의 체적과 밀접한 관계가 있다.
침투지시(penetrant indication)는 액체침투탐상(liquid penetrant testing)에서 불연속 결함 내부에 남아있는 침투액이 현상액과 반응하여 만드는 흔적을 의미한다.
지시모양이 생성되는 속도가 불연속 평가에 도움이 되지 않는다는 설명은 오류로, 지시모양이 생성되는 속도(블리드 아웃 속도)는 불연속의 형태, 깊이, 개방성 등을 평가하는 데 매우 중요한 정보를 제공한다.
지시모양으로 두께 정보를 정량화할 수 있다는 설명도 오류로, 침투지시는 주로 불연속의 표면 개방 정도와 체적을 반영하며 두께 정보의 정량화는 어렵다.
침투지시모양이 재질이나 발생 원인에 관계없이 균일하게 나타난다는 설명도 오류로, 재질의 다공성, 불연속의 형태(균열·구멍·박리 등), 오염 상태에 따라 지시모양의 형태와 크기가 달라진다.

재료와 설비의 신뢰성 확보에는 일상점검과 일정 기간마다의 정기점검으로 관리하는 방법이 가장 효과적이다. 침투액·현상제의 열화, 자외선등의 강도 저하, 세척 장치의 상태를 주기적으로 확인해야 탐상 감도가 유지된다.
작업할 때마다 재료와 설비를 새것으로 바꾸는 방식은 현실성이 없고 비경제적이다.
실제 사용 상태와 무관하게 1년이라는 기간만으로 교체하면 그 사이의 열화를 놓친다.
작업마다 시험방법을 바꾸는 것은 신뢰성 관리가 아니라 오히려 탐상 조건의 일관성을 깨뜨린다.

수세성 염색침투액과 습식현상법을 조합할 때는 전처리 → 침투처리 → 세척처리 → 현상처리 → 건조처리 순으로 진행한다. 침투액을 결함에 스며들게 한 뒤 잉여분을 물로 세척하고, 습식현상제를 적용한 다음 마지막에 건조한다.
습식현상법은 현상제 자체에 수분이 있어 현상 뒤에 건조하는 반면, 건식·속건식 현상법은 먼저 건조한 뒤 현상제를 적용해 건조와 현상의 순서가 서로 반대다.

형광침투탐상에서 잉여 침투액이 제대로 제거되었는지는 자외선등으로 비추어 확인한다. 형광 침투액은 자외선 아래에서 밝게 발광하므로 암실에서 표면을 비추면 잔류 여부가 곧바로 드러난다.
손가락으로 문지르는 방법은 판정이 주관적이고 표면을 오염시킨다.
물에 적신 붓으로 칠하면 결함 속 침투액까지 씻겨 나가 지시가 약해진다.
제거 용지로 닦아 보는 방법도 남아 있어야 할 침투액을 훼손해 확인 수단으로 적절하지 않다.

침투탐상시험에서 침투시간은 예상 불연속부의 종류, 재료 특성, 표면 상태 등 여러 요인에 따라 결정되며, 일반적으로 15분~수 시간대로 설정된다. 보기 2의 5~30초는 현저히 짧은 수치로, 실제 침투탐상시험 절차에서 요구하는 충분한 침투 시간 기준에 맞지 않는다. 보기 1, 3, 4는 모두 타당한데, 표면 상태는 침투 효율에 영향을 주므로 침투시간 결정 요인이 되고, 폴리싱은 표면을 과도하게 깎아 미세한 불연속부를 제거할 수 있어 피해야 하며, 침적 방식은 실제 사용되는 침투처리 방법이다.

침투탐상시험에서 현상제의 역할은 결함에 남아있는 침투액을 흡수하여 결함의 영상을 배경 위에 부각시키는 것이다. '형광 물질을 첨가한다'는 형광침투제(형광 침투액 자체)에 해당하는 것이지, 현상제의 기능이 아니다.
'결함으로부터의 침투액을 빨아낸다'는 현상제가 결함 내 침투액을 흡수·추출하여 시각화하는 원리로 옳은 설명이다.
'결함의 영상이 나타나도록 도와준다'는 현상제가 침투액을 배경에 확산시켜 결함 영상을 명확하게 드러내도록 돕는 기능으로 옳은 설명이다.
'침투제가 흘러나오는 양을 조절해준다'는 현상제의 흡수 속도와 양을 조절하여 침투액의 흘러나옴을 제어하는 역할로 옳은 설명이다.
현상제는 흰색 분말 형태로 침투액을 부각시키는 역할만 수행한다.

후유화성 침투탐상에서는 유화 처리를 한 뒤 물 세척으로 잉여 침투액을 제거한다. 후유화성 침투액은 그대로는 물에 씻기지 않지만, 유화제가 표면의 침투액과 섞이면서 물로 씻기는 상태로 바뀐다.
솔벤트 세척은 용제제거성 침투액을 헝겊에 용제를 묻혀 닦아내는 방법이다.
알칼리 세척은 기름때를 없애는 전처리용 세정 공정이다.
초음파 세척 역시 전처리 단계의 세정 방법이라 유화 후의 표준 제거 공정은 아니다.

침투탐상 결과에 가장 큰 영향을 주는 것은 검사물의 표면 조건이다. 표면이 기름·페인트·산화피막으로 덮여 있거나 지나치게 거칠면 침투액이 결함에 들어가지 못하거나 잉여침투액이 남아 지시가 왜곡된다.
검사물의 경도는 표면에 열린 결함의 검출 여부와 직접 관계가 없다.
침투제의 색깔은 형광이냐 염색이냐 하는 관찰 방식의 문제일 뿐이다.
열전도도는 건조 속도에 다소 영향을 줄 뿐 검출 성능을 좌우하지는 않는다.

침투탐상에서 결함과 무관한 지시가 생기는 가장 큰 원인은 잉여침투제를 충분히 제거하지 못한 것이다. 세척이 불완전하면 표면의 요철이나 가공 자국에 남은 침투액이 현상제에 배어 나와 결함처럼 보이는 지시를 만든다.
결함이 많은 경우는 무관한 지시가 아니라 실제 결함지시가 많이 나타나는 것이다.
부적당한 열처리는 균열 같은 실제 결함을 만드는 원인이지 거짓 지시의 주된 원인이 아니다.
침투시간이 충분한 것은 오히려 바람직한 조건이다.

침투탐상검사의 결함 검출감도는 침투제의 종류와 현상제의 시인성에 따라 결정된다. 형광침투제는 자외선 조사 시 형광을 발하므로 염색침투제(적색)보다 시각적 대비가 우수하여 감도가 높으며, 후유화성은 유화제를 사용하여 침투제 제거가 더욱 정교하므로 배경이 깔끔해져 미세결함 검출이 용이하다. 형광침투제와 후유화성 제거방식을 결합한 후유화성 형광침투탐상검사가 가장 높은 검출감도를 제공한다.

대량의 열쇠구멍, 나사부 같은 복잡한 형상에서 결함을 검출하려면 검사 효율성과 자동화 가능성이 중요하다. 수세성 형광침투탐상시험은 침투액 제거 단계에서 물로만 세척하면 되므로 제거 과정이 빠르고 간단하며, 대량 생산품의 자동화 라인에 가장 적합하다. 후유화성 염색침투탐상시험(2번)은 제거 단계에서 유화제 처리가 필요해 시간이 더 걸리고, 후유화성·용제제거성 형광침투탐상시험(3, 4번)은 유화제나 용제 처리 단계가 추가되어 대량 검사에 부적합하다. 따라서 검사 속도와 경제성 면에서 수세성 형광침투탐상시험이 가장 적합하다.

침투 처리 중에 재빨리 증발해 버리는 성질은 침투액에 요구되는 특성이 아니다. 침투액은 정해진 침투시간 동안 결함 속에 머물러야 하므로 오히려 휘발성이 낮아야 한다.
미세한 틈에도 스며드는 능력은 표면장력이 낮고 접촉각이 작아야 얻어지는 필수 성질이다.
비교적 큰 결함 안에도 남아 있는 능력은 현상 단계에서 지시를 만들기 위해 필요하다.
후처리에서 표면으로부터 쉽게 씻겨 나가는 성질도 요구되는 특성에 해당한다.

형광침투탐상에서 후유화성 형광침투액(post-emulsifiable fluorescent penetrant)은 침투 후 물과 직접 섞이지 않으므로, 수세 전에 유화제(emulsifier)를 뿌려 침투액의 표면을 유화(유수혼합)시켜 과잉침투액을 물에 쉽게 제거할 수 있도록 만든다.
침투제는 결함에 스며드는 액체이다.
현상제는 침투액을 표면으로 끌어올리는 백색분말이다.
세척제는 유화 후 물과 함께 남은 잔여물을 제거하는 것이다.
따라서 수세 직전 단계에서는 유화제가 필수이다.

KS B 0816에서 형광 침투액을 사용하는 방법의 기호는 F다. 침투액에 따른 분류는 염색과 형광, 그리고 각각의 이원성 침투액으로 나뉜다.
염색 침투액을 사용하는 방법은 V로 표기하며, A는 수세성 제거방법에 붙는 기호다.
이원성 염색 침투액을 사용하는 방법은 DV로 표기하고, B는 기름베이스 후유화성 제거방법의 기호다.
이원성 형광 침투액을 사용하는 방법은 DF로 표기한다.

KS B 0888(배관 용접부의 비파괴시험 방법)의 침투탐상 시험에서 시험결과 기록사항은 검출된 결함의 특성을 명확히 하기 위한 정보에 중점을 둔다. 침투시간은 시험 조건(절차)에 해당하는 기록사항이며, 시험결과 기록에는 포함되지 않는다. 반면 침투지시모양의 위치, 평가점, 분류와 길이는 모두 발견된 지시(결함)의 특성을 평가하고 판정하기 위한 필수 기록사항이다.

KS B 0816의 분류기호 "VC-S"에서 가운데 자리의 C는 잉여침투액의 제거방법을 나타낸다. 기호는 침투액의 종류 - 제거방법 - 현상방법 순으로 이어 쓰며, 여기서는 염색 침투액에 용제제거성과 속건식 현상을 조합한 방법을 뜻한다.
침투액의 종류는 맨 앞자리에서 이미 표시된다.
현상방법은 하이픈 뒤 마지막 자리에서 표시된다.
유화제의 종류는 따로 자리를 두지 않고 후유화성 제거방법의 기호 안에서 구분한다.

후유화성 형광침투액(post-emulsifiable fluorescent penetrant)을 사용하는 침투탐상 시험에서 무현상법(dry powder method)으로 현상할 때, 자외선등은 세척 단계에서 사용된다. 세척 단계는 유화제 적용 후 과잉의 침투액을 제거하기 위해 물이나 세척액으로 씻어낼 때인데, 이 때 자외선등 아래에서 검사면을 육안으로 관찰하면서 세척이 완료되었는지 확인한다.
형광침투액 적용 단계에서는 자외선등이 필요 없다.
건조 단계에서도 자외선등이 필요 없다.
유화제 적용 단계는 침투액과 검사면을 유화하는 화학적 과정이므로 자외선등 없이 진행된다.

현상방법에 따른 분류에 기름현탁성 습식현상법은 들어 있지 않다. 습식현상제는 물에 녹이는 수용성과 물에 뜨게 하는 수현탁성만 규정되어 있다.
건식현상법은 마른 분말 현상제를 적용하는 규정된 방법이다.
수용성 습식현상법은 현상제를 물에 녹여 쓰는 규정된 방법이다.
속건식현상법은 휘발성 용제에 현상제를 분산시켜 쓰는 규정된 방법이다.

용제 제거성 침투액은 잉여 침투액을 세척액을 묻힌 헝겊 등으로 닦아 내며, 세척액이 빨리 증발하므로 자연 건조로 충분해 별도의 건조처리가 필요 없다. 반면 수세성과 후유화성은 물로 세척하므로 현상 전에 건조처리를 거쳐야 한다.

KS B 0816(침투탐상 시험방법 및 침투지시모양의 분류)에서 기름베이스 유화제를 사용하는 경우, 염색침투액의 유화시간은 30초 이내로 규정되어 있다. 유화제의 종류와 침투액의 타입에 따라 유화시간이 달라지는데, 기름베이스 유화제와 염색침투액의 조합은 상대적으로 빠른 유화 특성을 가지므로 가장 짧은 시간이 적용되며, 이는 형광침투액(일반적으로 2~3분)보다 훨씬 단시간이다.

샘플링검사에 합격한 로트의 모든 시험체는 Ⓟ 기호를 붙이거나 황색으로 착색해 표시한다. 둘 중 어느 한쪽만 적용하면 되고, 원 안에 P를 넣은 기호를 쓰는 점이 핵심이다.
원이 없는 P 기호나 적갈색 착색은 이 표시 방법에 해당하지 않는다.
황색으로 착색하면서 동시에 P 기호까지 기록하라는 조합은 둘 중 하나면 되는 규정과 다르다.
적갈색 착색으로 Ⓟ 기호를 기록하는 방식도 색과 표시 방법이 모두 어긋난다.

그림의 지시는 2개의 결함, 길이 7.5mm와 2mm로 해석한다.
거의 같은 직선 위에 길이 3mm 지시 - 간격 1.5mm - 길이 3mm 지시 - 간격 3mm - 길이 2mm 지시가 차례로 놓여 있다(단위 mm).
KS B 0816 은 거의 동일 직선상에 있으면서 상호 간격이 2mm 이하인 지시들을 하나의 연속된 지시로 보고, 그 길이를 개개 지시 길이와 그 사이 간격을 모두 더한 값으로 한다. 간격 1.5mm 로 이어진 앞의 두 지시는 $3 + 1.5 + 3 = 7.5$mm 짜리 연속 지시 한 개가 된다.
맨 오른쪽 지시는 앞 지시와의 간격이 3mm 로 2mm 를 넘어 연속으로 묶이지 않으므로, 길이 2mm 의 독립된 지시로 따로 센다.
세 지시의 길이만 더해 8mm 짜리 1개로 본 해석: 간격 3mm 로 떨어진 오른쪽 지시까지 억지로 이어 붙인 값이다
간격까지 모두 더해 12.5mm 짜리 1개로 본 해석: 연속으로 묶이지 않는 오른쪽 지시를 포함해 버린 값이다
3개가 각각 3mm·3mm·2mm 라고 본 해석: 간격 1.5mm 로 이어진 왼쪽 두 지시를 하나로 묶지 않은 것이다

침투액을 어떤 방법으로 적용할지 정할 때 시험체의 자성은 고려 대상이 아니다. 침투탐상은 모세관현상을 이용하므로 자성체든 비자성체든 적용 방식이 달라지지 않는다.
시험체의 모양은 침지법·분무법·붓칠법 중 어느 방식이 가능한지를 좌우한다.
시험체의 수량은 침투조에 담글지 국부적으로 적용할지를 정하는 요소다.
침투액의 종류에 따라서도 적용할 수 있는 방식과 취급 조건이 달라진다.

KS B 0816 침투탐상 시험방법의 침투지시모양 분류 기준에 따르면, 독립결함을 판단할 때는 길이와 나비의 비율을 이용한다. 결함의 길이가 2mm, 나비가 1mm인 경우 길이/나비 = 2/1 = 2로, 이는 일반적으로 3 이상을 선상 결함의 기준으로 하는 기준에 미달한다. 따라서 길이와 나비가 비슷한 수준(길이가 나비의 2배 이하)인 원형상 결함으로 분류되며, 이는 미세한 핀홀이나 작은 구멍 형태의 독립 결함을 의미한다.

침투탐상 시험의 세척 및 제거 처리 기준을 KS B 0816 규정에 따라 검토하면, '후유화성 침투액은 기름 세척액으로 세척한다'는 틀린 설명이다. 후유화성 침투액은 먼저 물과 유화제를 혼합한 유화액으로 유화 처리한 후, 물로 세척하는 것이 정절차이며, 기름 세척액으로 세척하는 것은 아니다.
용제제거성 침투액이 헝겊·종이수건 및 세척액으로 제거된다는 설명은 맞다.
스프레이 노즐 사용 시 수압을 275kPa 이하로 제한하는 것은 규정에 부합한다.
형광침투액 사용 시험에서 자외선조사등으로 처리 정도를 확인해야 한다는 것은 규정과 일치한다.

침투시간을 정할 때 시험체의 무게는 고려 대상이 아니다. 침투시간은 침투액이 결함 속으로 충분히 스며드는 데 필요한 시간이므로 중량과는 관계가 없다.
침투액의 종류에 따라 점도와 침투력이 달라 필요한 시간이 다르다.
침투액의 온도가 낮으면 점도가 높아져 더 긴 시간이 필요하다.
예측되는 결함의 종류와 폭에 따라서도 필요한 침투시간이 달라진다.

기름베이스 유화제·수용성 습식현상제를 쓰는 후유화성 형광침투탐상 설비는 침투조 → 배액대 → 유화조 → 세척조 → 현상조 → 건조기 순으로 배열한다. 침투액을 적용한 뒤 여분을 배액대에서 떨어뜨리고 유화제로 표면의 침투액만 씻길 수 있게 만든 다음 세척조에서 물로 세척한다.
이어서 수용성 습식현상제를 적용하는 현상조를 거치는데, 습식현상법은 현상 뒤에 건조하므로 건조기를 마지막 단계에 둔다.

기름베이스 유화제를 사용하는 형광침투탐상에서 유화 처리 시간은 3분 이내로 한다. 유화제가 침투액과 접촉하는 시간이 길어지면 결함 속에 스며든 침투액까지 씻겨 나가 지시가 약해진다.
따라서 유화 처리는 규정된 시간을 넘기지 않고 곧바로 세척 공정으로 넘어가는 것이 중요하다.

강이나 주철의 작은 입자를 고속으로 분사해 표면층을 가공경화시키는 방법은 쇼트피이닝이다. 표면에 압축잔류응력이 남아 경도와 함께 피로강도도 높아진다.
금속용사법은 녹인 금속을 뿜어 표면에 피막을 입히는 방법이다.
하드페이싱은 내마모 합금을 표면에 덧살붙임 용접하는 방법이다.
금속침투법은 다른 금속 원소를 표면에서 확산·침투시켜 표면층의 성분 자체를 바꾸는 방법이다.

금속의 연성(延性)은 가는 선으로 늘일 수 있는 성질이다. 인장력을 받아도 끊어지지 않고 길게 뽑혀 나가는 정도를 말한다.
얇은 박으로 넓게 펴지는 성질은 전성(展性)으로 연성과 구분된다.
광택이 촉진되는 성질은 표면의 광학적 성질이라 연성과 무관하다.
원소를 첨가해 단단해지는 것은 합금에 의한 강화로 연성과는 다른 개념이다.

Fe-C 상태도에 나타나지 않는 변태점은 포석점이다. 이 상태도에서 정의되는 불변반응점은 포정점·공정점·공석점 세 가지뿐이다.
포정점은 액상과 고상이 반응해 다른 고상을 만드는 점이다.
공정점은 액상에서 두 고상이 동시에 정출되는 점으로 레데뷰라이트가 생기는 자리다.
공석점은 고상에서 두 고상이 동시에 석출되는 점으로 펄라이트가 생기는 자리다.

경금속(경량금속)은 밀도가 5 g/cm³ 이하인 금속을 말한다. Na(0.97), Mg(1.74), Al(2.70)은 모두 5 이하이므로 경금속에 해당하지만, Ni의 밀도는 8.90 g/cm³으로 5를 초과하므로 경금속이 아니다.

절삭성이 우수해 스크류나 시계 톱니에 쓰이는 쾌삭황동은 납 황동이다. 황동에 납(Pb)을 소량 넣으면 절삭 칩이 잘게 끊어져 가공성이 크게 좋아진다.
주석 황동은 내식성을 높이려고 주석을 넣은 합금이다.
규소 황동은 주조성과 내식성을 개선한 합금이다.
망간 황동은 강도와 내마모성을 높인 합금이라 절삭성 향상과는 목적이 다르다.

연신율은 파괴 전 표점거리 증가량을 원래 표점거리로 나눈 백분율로 구한다. 원표점거리(L₀) = 50mm, 파괴 직전 표점거리(L) = 60mm이므로, 표점거리 증가량 = 60 - 50 = 10mm이다. 연신율(%) = (증가량 / 원표점거리) × 100 = (10 / 50) × 100 = 20%이다.

Al에 Si이 약 10~13% 함유된 실용 합금은 실루민(Silumin)이다. 실루민은 Al-Si 이원 합금계에서 공정 조성(약 12% Si) 근처의 조성을 가지며, 주조성이 우수하고 내열성·내식성이 좋아 엔진 부품, 실린더 헤드 등에 널리 사용된다. 라우탈은 Al-Cu 합금, 알니코는 Fe-Ni-Al 자성 합금, 오일라이트는 다공질 청동 베어링 재료로 각각 다른 조성과 용도를 가진다.

과공석강(hypereutectoid steel)은 탄소 함량이 0.77%를 초과하여 펄라이트 조직 외에 추가로 시멘타이트(Fe₃C)가 결정되는 강이다. 따라서 미세조직은 펄라이트와 시멘타이트의 혼합조직으로 구성되며, 1번은 시멘타이트만으로는 과공석강을 설명할 수 없고, 2번은 페라이트와 시멘타이트의 층상조직인 펄라이트 정의를 혼동한 것이며, 3번은 펄라이트 자체가 페라이트와 시멘타이트의 층상조직이므로 펄라이트와 펄라이트를 다시 조합할 수 없다.

탄소를 가장 많이 함유한 것은 공정주철이다. 공정주철의 탄소량은 약 4.3%로, 액상이 한 번에 두 고상으로 굳는 조성에 해당한다.
α-Fe는 탄소를 거의 고용하지 못하는 순철에 가까운 상이다.
전해철은 전기분해로 얻은 고순도 철이라 탄소가 극히 적다.
아공석강은 공석 조성보다 탄소가 적은 강이므로 주철보다 훨씬 낮다.

C 0.8~1.5%에 W 18%·Cr 4%·V 1%를 넣고 1250℃에서 담금질한 뒤 550~600℃로 뜨임하는 합금강은 고속도 공구강이다. 이 조성과 열처리로 적열경도가 확보되어 고속 절삭에서도 날이 쉽게 무뎌지지 않는다.
절삭용 공구강으로 쓰이는 탄소공구강 계열은 합금 원소가 거의 없어 고온에서 경도를 잃는다.
금형용 공구강은 인성과 내마모성 위주의 다른 조성과 열처리를 쓴다.
초경 공구강은 탄화물 분말을 코발트로 소결해 만드는 재료라 담금질·뜨임의 대상이 아니다.

톰백(tombac)은 구리(Cu)와 아연(Zn)을 주성분으로 하는 황동계 합금이다. 아연이 비교적 적게 들어가 금색 광택을 띠어 장식품이나 금박 대용으로 쓰인다.
금과 철의 조합은 톰백의 조성과 전혀 다르다.
구리와 주석의 합금은 청동이다.
알루미늄과 망간의 조합은 알루미늄계 합금이라 황동 계열이 아니다.

주석(Sn)의 용융점은 약 232℃로, 이는 저용융점 합금을 구성하는 기준 금속 중 하나로 쓰인다. 저용융 합금은 주석 외에 납·비스무트·카드뮴·인듐 등을 조합해 만든다.
주석은 저온에서 백주석이 회주석으로 변하는 동소변태를 일으키는 금속이다.
13℃ 이하로 냉각되면 백주석이 아니라 회주석으로 변태해 부스러지기 쉬워진다.
주석은 상온에서도 재결정이 일어나므로 가공경화가 잘 일어나지 않고 쉽게 풀림 효과를 받는다.

1~5μm 정도의 비금속 입자가 금속이나 합금 기지 속에 분산된 재료는 서멧(cermet)이다. 세라믹의 내열성·내마모성과 금속의 인성을 함께 갖도록 만든 복합재료다.
합금공구강은 철 기지에 합금 원소를 고용시킨 균질한 강이다.
스테인리스강은 크롬을 주로 넣어 내식성을 얻은 강이다.
탄소공구강은 탄소량을 높인 강으로 비금속 입자를 분산시킨 구조가 아니다.

고Cr계보다 내식성·내산화성이 우수하고 조직이 연해 가공성이 좋은 18-8 스테인리스강의 조직은 오스테나이트다. Cr 18%·Ni 8%를 넣어 상온에서도 오스테나이트가 안정하게 유지된다.
페라이트계는 Ni을 넣지 않은 고Cr강이라 18-8강보다 가공성이 떨어진다.
마텐자이트계는 담금질로 경화시키는 고Cr강이라 단단하고 취성이 있다.
펄라이트는 탄소강에서 나타나는 조직이라 스테인리스강의 기지 조직이 아니다.

Mg·Zn 등이 갖는, 전연성이 작고 취약한 결정격자는 조밀육방격자다. 미끄러질 수 있는 슬립계의 수가 적어 상온 소성가공성이 낮다.
체심입방격자는 Fe·Cr·W 등이 갖는 구조로 강도가 높고 슬립계가 많다.
면심입방격자는 Al·Cu·Ni 등이 갖는 구조로 전연성이 가장 우수하다.
단순입방격자는 실제 금속에서는 거의 나타나지 않는 구조다.

이 용접기의 사용률은 60%다. 사용률은 $\dfrac{\text{아크 발생 시간}}{\text{아크 발생 시간}+\text{휴식 시간}}\times 100$으로 구한다.
아크발생시간 6분에 용접봉 교체·슬래그 제거 2분, 스패터 제거 2분을 더한 휴식 시간 4분을 합하면 전체 작업시간은 10분이 되고, $\dfrac{6}{6+4}\times 100 = 60\%$가 된다.

산화불꽃은 간단한 가열이나 가스 절단처럼 산화가 문제되지 않는 작업에 쓰고, 탄화불꽃은 산화를 막아야 하는 금속의 용접에 쓴다. 탄화불꽃은 아세틸렌이 산소보다 많아 환원성 분위기를 만들어 용접부의 산화를 억제한다.
고온이 필요한 금속에 산화불꽃을, 구리·황동에 탄화불꽃을 쓴다는 설명은 짝이 뒤바뀌어 있다.
연강·고탄소강의 가스 용접에는 산화불꽃이 아니라 표준(중성)불꽃을 쓴다.
산화되기 쉬운 알루미늄에 산화불꽃을 쓰면 산화를 더 조장하므로 맞지 않는다.

납재를 이음부에 미리 고정해 두고 화학약품 속에 담가 가열·용융시켜 침투시키는 납땜법은 담금 납땜이다. 여러 이음부를 한 번에 가열할 수 있어 대량 생산에 알맞다.
노내 납땜은 가열로 안에 넣어 분위기 속에서 가열하는 방법이다.
유도가열 납땜은 고주파 유도전류로 이음부만 가열하는 방법이다.
저항 납땜은 전류를 흘려 생기는 저항열로 가열하는 방법이다.