[침투비파괴검사기능사 필기] 13년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

자분탐상시험에서 시험체를 먼저 자화시킨 후 자화를 제거하고 남아있는 잔류 자기장에 자분을 뿌려 검사하는 방법을 잔류법이라 한다. 연속법은 자화와 자분 살포를 동시에 진행하는 방식이고, 습식법과 건식법은 자분의 형태(습식 슬러리 vs 건조 분말)에 따른 분류이므로 시험 방법의 분류 관점이 다르다.

와전류탐상검사에서 쓰는 시험코일에 침투형 코일이라는 종류는 없다.
내삽형 코일은 시험체 내부에 넣어 사용한다.
표면형 코일은 시험체 표면에 대고 사용한다.
관통형 코일은 시험체를 감싸듯 통과시켜 사용한다.
실제 와전류탐상 코일은 이 세 가지 형태로 구분된다.

균질성이 있는 재료 특성은 오히려 음파 전파가 안정적이고 배경 잡음이 적어 검출을 용이하게 하므로, 검출 확률에 부정적 영향을 미치지 않는다는 점에서 영향을 미치지 않는 요인에 해당한다.
결함검출 확률은 검사 장비의 성능, 결함의 크기·형태·방향성, 시험체의 형상·표면 상태 등에 영향을 받는다.
결함의 이방성(방향성)은 초음파나 와전류 검사에서 결함 방향에 따라 신호 감도가 달라져 검출 확률을 좌우한다.
검사시스템의 성능(주파수, 감도, 해상도)은 직접적으로 결함 감지 능력을 결정한다.
시험체의 기하학 특징(두께, 곡률, 형상)은 음파 전파 경로와 반사 특성에 영향을 주므로 검출 확률을 변화시킨다.

가동 중인 열교환기 튜브의 전체 벽두께를 측정하려면 튜브 내부를 통한 검사가 필요하며, 이를 수행할 수 있는 방법은 IRIS(Internal Rotary Inspection System)이다.
IRIS는 튜브 내부에 삽입된 프로브가 회전하면서 초음파 펄스-에코 신호로 튜브 벽두께를 측정하는 기법으로, 가동 중인 열교환기에서 외부 접근이 어려울 때 튜브 내부를 통해 직접 벽두께를 정량적으로 측정할 수 있다.
EMAT는 비접촉 전자기 음향 방식으로, 벽두께 정량 측정에는 IRIS만큼 적합하지 않다.
PAUT는 위상배열 초음파로 각도 스캔에 용이하지만 벽두께 정량 측정에는 IRIS만큼 적합하지 않다.
TOFD는 결함의 높이 측정에 특화된 기법이다.

X선 필름의 후방산란을 막는 가장 적절한 방법은 두꺼운 납판으로 필름 카세트 뒷면을 가리는 것이다.
산란선은 필름 뒤쪽 구조물에서 반사되어 되돌아오는데, 카세트 후면에 납판을 대면 이 되돌아오는 산란선을 흡수해 필름의 안개(포그) 발생을 줄일 수 있다.

음속은 주파수와 파장의 곱이므로 분수 없이 f와 λ를 곱해 놓은 식이 옳다.
파동은 1초에 f번 진동하고 한 번 진동하는 동안 파장 λ만큼 나아가므로, 1초 동안 진행한 거리인 음속은 $C = f\lambda$로 표시된다. 초음파탐상에서 C는 재질에 따라 정해지는 값이므로 주파수를 높이면 파장은 그만큼 짧아진다.
λ를 f로 나눈 식은 $\lambda = \dfrac{C}{f}$의 좌우를 잘못 옮긴 형태다.
f를 λ로 나눈 식은 $f = \dfrac{C}{\lambda}$를 변형한 것으로 음속 자체를 나타내지 못한다.
f와 λ의 곱을 분모에 둔 식은 옳은 관계의 역수라서 단위부터 맞지 않는다.

시험체에 전류를 흘려 형성된 전위분포를 측정해 표면 결함을 찾는 시험법을 전위차시험법이라고 한다.
결함이 있는 부위는 전류 경로가 좁아지거나 우회하면서 전위차가 달라지므로, 이 변화를 통해 결함의 위치와 크기를 추정한다.

중성자투과검사는 시험체 내부 깊숙한 곳까지 투과해 결함을 찾는 방법이라, 표면 또는 표면직하 결함을 대상으로 하는 검사법과는 거리가 멀다.
자분탐상검사는 강자성체 표면이나 표면 바로 아래의 결함을 검출한다.
침투탐상검사는 표면에 열려 있는 결함만 검출한다.
와전류탐상검사도 표면 및 표면 직하의 결함을 대상으로 한다.

압력변화법은 압력 변화 자체를 측정하는 별도의 누설검사 방식으로, 헬륨질량분석시험의 종류에는 속하지 않는다.
검출기프로브법은 헬륨 가스를 탐침으로 검출하는 방식이다.
침지법은 시험체를 헬륨 속에 담가 검출하는 방식이다.
진공후드법은 시험체를 후드로 덮고 진공 상태에서 검출하는 방식이다.

초음파탐상시험의 공진법은 시험체의 양면이 평행해야 음파가 두 평행면 사이에서 반사·간섭하면서 공진 현상을 일으킬 수 있다. 이를 통해 시험체의 두께 측정이나 결함 탐지 시 최대의 검출 감도를 얻을 수 있다. 다른 방법들—방사선투과(형광투시)는 평행성 무관, 자분탐상(선형자화)은 자화 방향만 중요, 침투탐상은 표면 상태가 주요 조건—은 평행면을 필수 조건으로 하지 않는다.

와전류탐상시험으로 측정할 수 있는 것은 전도체인 파이프의 표면 결함이다.
와전류탐상은 도체에 유도전류를 흘려 그 변화를 검출하는 원리이므로, 전기가 통하는 재질의 표면 및 표면 근처 결함 검출에 적합하다.
고무막과 같은 절연체는 와전류가 유도되지 않아 측정이 불가능하다.
보일러의 수면 높이처럼 액체의 위치를 재는 것은 와전류탐상의 적용 대상이 아니다.
용접부의 내부 결함은 와전류가 표면 근처에만 집중되는 표피효과 때문에 검출이 어렵다.

침투탐상용 침투액은 점도가 낮은 편이어야 하므로, 점도가 높아야 한다는 조건은 옳지 않다.
점도가 지나치게 높으면 결함 속으로 스며드는 데 시간이 오래 걸리고, 표면에 남은 여분의 침투액을 닦아내기도 어려워져 배경이 지저분해진다.
결함 속으로 잘 스며드는 침투성이 좋아야 한다는 조건은 맞다.
지시를 뚜렷하게 보려면 형광 휘도나 색도가 선명해야 한다는 조건도 맞다.
시험체를 상하게 하지 않도록 부식성이 없어야 한다는 조건도 맞다.

표면이 거친 시험체에 적용하는 것은 용제제거성 형광침투탐상검사의 장점으로 보기 어렵다.
거친 표면에서는 헝겊으로 닦아내는 방식만으로 잉여 침투액을 고르게 제거하기 어려워 배경이 지저분하게 남기 쉽다.
수도시설이 필요 없다는 점은 실질적인 장점이다.
구조물의 부분적인 탐상이 가능하다는 점도 장점이다.
형광침투탐상검사방법 중에서 휴대성이 가장 좋다는 점도 장점이다.

누설된 양을 정량적으로 쉽게 알 수 있는 방법은 헬륨법이다.
질량분석기로 헬륨 가스의 검출량을 직접 수치화할 수 있어 누설량 파악이 정밀하다.
발포법은 거품이 생기는지를 육안으로 보는 정성적 방법이다.
방치법은 압력이 떨어지는 추이를 지켜보는 정성적 방법이다.
암모니아법은 색 변화로 누설 여부만 확인하는 정성적 방법이다.

자외선 조사장치는 후유화성 염색침투탐상시험과는 무관한 장비다.
염색 침투탐상은 백색광 아래에서 육안으로 지시를 관찰하는 방식이라, 자외선을 쬐어 형광을 발색시키는 자외선 장치는 형광침투탐상에서만 쓰인다.
유화제는 후유화성 절차에서 실제로 사용하는 재료다.
현상제는 지시를 뚜렷하게 드러내기 위해 실제로 사용하는 재료다.
분사노즐은 세척이나 현상제 도포에 실제로 사용하는 장치다.

용제제거 시에는 용제를 시험체에 직접 뿌리거나 적용하지 않고, 헝겊에 적셔 닦아내야 하므로 해당 설명이 틀렸다.
용제를 직접 시험체 표면에 뿌리면 결함 속에 남아 있어야 할 침투액까지 씻겨 나가 지시를 놓칠 수 있다.
수세 시 수압을 275kPa 이하로 제한한다는 설명은 맞다.
수세 시 40℃ 이하의 온수를 쓰는 것이 효과적이라는 설명도 맞다.
용제제거 후에는 별도의 건조 처리가 필요 없다는 설명도 맞다.

형광 침투액은 약 365nm 파장의 자외선을 받아 연두색 가시광선을 낸다.
이 파장대의 자외선등(블랙라이트)을 암실에서 비추면 결함 속에 남은 형광 침투액이 밝은 연두색으로 발광해 육안으로 쉽게 식별된다.

표면 결함의 입구를 막아 침투탐상 효율을 떨어뜨릴 수 있는 전처리법은 기계적 세척이다.
연마나 블라스팅처럼 표면을 문지르거나 두드리는 방식은 금속을 결함 위로 밀어 덮으면서 결함의 입구를 폐쇄할 위험이 있다.
증기 세척은 표면을 물리적으로 문지르지 않아 이런 위험이 적다.
알칼리 세척도 용액으로 오염물만 제거해 위험이 적다.
초음파 세척도 진동으로 오염물을 떼어낼 뿐이라 위험이 적다.

발생 요인이 다른 하나는 콜드 셧이다.
콜드 셧은 주조 과정에서 서로 다른 방향으로 흘러온 용탕이 온도가 떨어져 완전히 융합하지 못하고 경계를 남기는 주조 결함인 반면, 나머지 셋은 모두 용접 과정에서 생기는 결함이다.
텅스텐 혼입은 텅스텐 전극을 쓰는 용접에서 전극 조각이 용착금속 속으로 말려 들어가 생긴다.
고온 균열은 용접부가 응고하는 과정에서 수축 응력과 저융점 성분 때문에 갈라지는 용접 균열이다.
용입 부족은 용접 조건이 모자라 모재가 요구된 깊이까지 녹지 못해 생기는 용접 결함이다.

깊이가 얕고 폭이 넓은 결함에는 후유화성 형광침투액이 가장 우수하다.
후유화성 침투액은 별도의 유화제를 적용한 뒤에만 물로 씻겨나가므로 세척 시점을 조절할 수 있어, 얕고 넓은 결함 속 침투액이 과도하게 씻겨나가는 것을 막을 수 있다.
수세성 형광침투액과 수세성 염색침투액은 물로 직접 씻어내므로 얕은 결함의 침투액까지 함께 흘러나가기 쉽다.
용제제거성 형광침투액도 세척력이 강해 얕고 넓은 결함에서는 과잉세척 위험이 있다.

침투액의 침투성은 표면장력과 적심성(wettability)이 만들어내는 모세관 현상을 이용한 것이다.
좁은 틈에서 액체가 빨려 올라가는 높이는 표면장력이 클수록, 접촉각이 작을수록(적심성이 좋을수록) 커진다. 침투액은 이 두 성질을 조합해 미세한 결함 속까지 스며들도록 만들어진다.
습도와 끓는점은 침투액의 증발·건조 특성과 관련될 뿐 침투 자체의 원리는 아니다.
압력과 대기압 차이는 침투탐상에서 침투 현상을 설명하는 기준으로 쓰이지 않는다.
원자번호와 밀도차는 방사선투과시험에서 다루는 개념으로 침투탐상과는 무관하다.

건식현상법을 염색침투탐상에 사용하지 않는 이유는 흰색 가루 위에서 염료의 색 대비(contrast)가 나빠지기 때문이다.
건식현상제는 얇고 성긴 가루층이라 형광침투액처럼 자외선 아래에서 발광하는 지시와 달리, 백색광 아래에서 붉은색 등 염료 지시를 뚜렷하게 드러내는 배경을 만들어주지 못한다.
건식현상제가 침투액과 화학반응을 일으킨다는 설명은 근거가 없다.
침투액을 과잉으로 빨아낸다는 것은 현상제 종류보다 침투·세척 조건에 좌우되는 문제다.
가루 날림에 의한 위생 문제는 작업 환경상 이슈일 뿐 염색침투탐상에 건식현상법을 쓰지 않는 핵심 이유는 아니다.

현상제를 전혀 사용하지 않는 무현상법이 결함검출 감도가 가장 낮다.
현상제는 결함 속에 남은 침투액을 표면으로 끌어올려 지시모양을 확대·강조하는 역할을 하는데, 무현상법은 이 과정이 없어 미세하거나 얕은 결함의 지시가 뚜렷하게 나타나지 않는다.
건식현상법은 마른 분말이 침투액을 빨아올려 지시를 키우므로 무현상법보다 감도가 높다.
습식현상법은 얇고 균일한 현상막을 만들어 지시의 대비를 높인다.
속건식현상법은 용제가 증발하며 치밀한 막을 남겨 미세한 결함 검출에 특히 유리하다.

침투탐상시험 원리에 맞지 않는 설명은 모든 시험에서 반드시 자외선등을 사용해야 한다는 내용이다.
자외선 아래에서 발광시켜 관찰하는 방식은 형광침투액을 쓸 때만 해당하며, 염색침투액은 백색광 아래에서 색상 대비로 지시를 식별하므로 자외선등이 필요 없다.
침투액이 지시를 나타내려면 결함 속으로 침투해야 한다는 설명은 침투탐상의 기본 원리와 맞는다.
작은 결함일수록 더 많은 침투시간이 필요하다는 설명도 맞는 원리다.
결함 속 침투액이 모두 씻겨나가면 지시도 사라진다는 설명 역시 맞는 원리다.

건조온도가 71°C를 넘으면 안 되는 주된 이유는 결함 지시모양의 색채가 열화되거나 말라붙어 탐상감도가 낮아지기 때문이다.
결함 속에 남아 있는 침투액이 지나친 고온에 노출되면 염료·형광 성분이 변질되거나 과도하게 증발해 현상 단계에서 끌어올릴 액이 줄고 지시의 밝기·색상이 약해진다.
온도가 높아진다고 이미 존재하는 결함 자체가 없어지지는 않는다.
결함 속 침투액이 스스로 배어나오는 것은 지시를 만드는 작용이므로 감도 저하의 이유가 될 수 없다.
이 정도 온도의 건조에서 유독가스가 발생한다는 설명도 근거가 없다.

후유화성 침투탐상에서 유화제는 침투처리가 끝난 뒤에 적용한다.
먼저 침투액을 도포해 충분한 침투시간을 준 다음, 잉여 침투액을 씻어내기 직전 단계에서 유화제를 적용해 표면의 침투액만 물에 씻길 수 있게 만드는 것이 후유화 공정의 핵심이다.
침투제를 사용하기 전에 유화제를 적용하면 침투 자체가 방해된다.
제거처리 후에 유화제를 적용하는 것은 순서가 이미 뒤바뀐 것이라 의미가 없다.
현상시간이 지난 뒤 적용하는 것도 세척·현상 순서와 맞지 않는다.

용제세척 설명 중 틀린 것은 세척액을 검사면에 직접 분무하는 것이 이상적이라는 내용이다.
용제제거성 침투액은 헝겊 등에 세척액을 적셔 닦아내는 방식이 원칙이며, 검사면에 직접 뿌리면 얕은 결함 속 침투액까지 씻겨나가 지시가 사라질 수 있다.
용제제거성 침투액을 사용할 때 쓰는 세척방법이라는 설명은 맞다.
세척액의 휘발성이 높아 별도 건조처리가 필요 없다는 설명도 맞다.
염색침투액의 경우 닦아낸 헝겊에 묻은 색 정도로 세척 상태를 확인할 수 있다는 설명도 맞다.

KS B 0816의 잉여침투액 제거방법 분류에서 틀린 짝은 물베이스 유화제를 사용하는 후유화 방법을 기호 W로 표시한 것이다.
물베이스 후유화 방법의 올바른 기호는 D이며, W는 습식현상법 중 수현탁성 현상제를 가리키는 별도 기호 체계에 속한다.
수세에 의한 방법을 기호 A로 나타낸 것은 맞다.
용제 제거에 의한 방법을 기호 C로 나타낸 것도 맞다.
기름베이스 유화제를 사용하는 후유화 방법을 기호 B로 나타낸 것도 맞다.

DFA-S 기호가 가리키는 것은 수세성 이원성 형광 침투액이다.
기호 앞의 D는 이원성(형광·염색 겸용), F는 형광 특성을, A는 잉여침투액의 수세성 제거방법을, S는 속건식현상을 각각 나타낸다.
수세성 형광 침투액이라는 해석은 이원성(D)을 빠뜨린 설명이다.
수세성 이원성 염색 침투액이라는 해석은 형광(F) 대신 염색으로 잘못 읽은 것이다.
후유화 이원성 형광 침투액이라는 해석은 제거방법 기호(A)를 후유화로 잘못 읽은 것이다.

KS W 0914에 따른 자외선 조사장치의 파장은 근자외선 320~400nm 범위다.
이 파장대는 형광침투액을 여기시켜 결함 지시를 발광시키는 영역으로, 가시광선에 가까운 근자외선이라는 명칭과 파장 범위가 함께 맞아야 옳은 설명이 된다.
근자외선을 390~450nm라 한 보기는 범위가 규정과 다르고 상당 부분이 가시광 영역에 걸친다.
320~400nm를 원자외선이라 한 보기는 수치는 맞지만 명칭을 잘못 붙였다.
원자외선 390~400nm라 한 보기는 명칭과 범위가 모두 어긋난다.

비수성 현상제는 용제에 현상제 입자를 현탁시킨 것으로, 적용방법은 스프레이로 한정된다.
휘발성 용제가 빠르게 증발하며 얇고 균일한 막을 남기도록 분무 적용만 허용되는 것이 이 현상제의 특징이다.
침지법으로 담그면 용제가 침투액 자체를 녹여 씻어낼 위험이 있다.
거품내기법은 이 현상제의 적용방식으로 규정되어 있지 않다.
붓칠은 도막을 고르게 얇게 입히기 어려워 지시 판독을 방해할 수 있다.

KS B 0816에서 침투지시모양을 나누는 3종류에 들지 않는 것은 의사침투지시모양이다.
의사지시모양은 결함이 아니라 표면 형상이나 오염 등으로 생기는 거짓 지시를 가리키는 개념으로, 결함의 형태를 분류하는 범주 자체가 아니다.
독립침투지시모양은 다른 지시와 떨어져 홀로 나타나는 지시다.
연속침투지시모양은 거의 같은 직선상에 짧은 간격으로 이어진 지시다.
분산침투지시모양은 일정 범위 안에 흩어져 나타나는 지시다.

시험품의 일부만 시험할 때 전처리 범위는 시험 부분에서 바깥쪽으로 최소 25mm까지다.
규격은 막연한 기준이 아니라 구체적인 최소 거리(25mm)를 정해두고 있다는 점이 핵심이다.
단순히 녹이나 스케일만 제거하는 것으로는 충분하지 않다.
오염 영향이 없는 넓이까지라는 표현은 수치 기준 없이 막연하다.
30mm는 규격이 정한 최소 거리와 다른 수치다.

KS W 0914에서 형광침투액을 세척할 때 조건은 수온 50~100°F, 수압 275 kPa 이하다.
수압을 지나치게 높이면 얕은 결함 속 침투액까지 씻겨나가 지시가 약해지므로 상한선이 정해져 있다.
수온 50~100°F에 수압 275 kPa 이상으로 제시한 보기는 압력 조건이 규정과 반대로 서술되어 있다.
수온 50~125°F에 수압 275 kPa 이하로 제시한 보기는 온도 범위가 규정과 다르다.
수온 50~125°F에 수압 275 kPa 이상으로 제시한 보기는 온도·압력 조건이 모두 규정과 다르다.

표준 현상시간은 일반적으로 침투시간의 2배 이내로 규정한다.
현상시간이 너무 짧으면 흠 속에 남아 있던 침투액이 충분히 배어 나오지 못해 지시모양이 흐릿해지고, 반대로 지나치게 길게 두면 지시모양이 번져 퍼지거나 배경이 흐려져 결함 판별이 어려워진다.
따라서 침투시간을 기준으로 상한을 정해 관찰 시점을 관리하는 것이 표준의 취지이다.

갈라짐 이외의 결함 중 길이가 나비의 3배 이상인 것은 선상 결함으로 분류한다.
이는 지시모양의 가로세로 비율만으로 판정하는 기준이다.
길이가 나비의 3배 미만이면 선상이 아니라 원형상 결함으로 구분한다.
연속 결함은 비율이 아니라 지시들이 짧은 간격으로 이어져 있는지로 판정하는 별개의 분류다.
분산 결함 역시 비율이 아니라 여러 지시가 흩어져 있는 배치로 판정한다.

침지법으로 침투액을 적용할 때 총 체류시간이 20분이면 침지시간은 10분 이하로 제한된다.
KS W 0914는 침투액에 담가 두는 시간이 전체 체류시간의 절반을 넘지 않도록 규정하고, 나머지 시간은 시험체를 꺼낸 뒤 표면에 침투액이 머무르며 배수되는 시간으로 채우게 한다.
총 체류시간 20분의 절반인 10분이 상한이므로 이를 초과하는 침지는 규정에 어긋난다.
7분을 경계로 든 보기들은 체류시간의 절반이라는 규정과 맞아떨어지지 않는 수치다.

검사면 온도가 15~50°C일 때 규정된 표준 침투시간은 5~10분이다.
이 온도대는 침투액이 정상적인 점도와 적심성을 유지하며 결함 속까지 스며들 수 있는 표준 작업 온도 범위로, 이를 벗어나면 침투시간을 따로 늘리는 등의 조치가 필요해 표준값을 그대로 쓸 수 없다.
1~5분은 표준 침투시간의 하한에 못 미쳐 결함 속까지 침투가 끝나지 않을 수 있다.
10~15분·15~20분은 표준 온도 범위에서 정한 시간보다 길게 잡은 값이다.

건조처리를 현상처리 뒤에 하는 조합은 수세성 이원성 형광침투액에 습식현상법을 쓰는 경우다.
습식현상법은 현상제를 물에 녹이거나 현탁시킨 액체 상태로 적용하므로 현상 → 건조 순서가 되고, 건식·속건식현상법은 반대로 건조를 먼저 한 뒤 현상제를 적용한다.
수세성 형광침투액에 건식현상법을 쓰는 조합은 건조가 현상보다 앞선다.
수세성 염색침투액에 속건식현상법을 쓰는 조합도 건조를 마친 뒤 현상제를 뿌린다.
후유화성 이원성 형광침투액에 건식현상법을 쓰는 조합 역시 건조가 먼저다.

KS B 0816의 형광침투탐상에서 암실 밝기는 20룩스 이하로 정해져 있다.
암실이 충분히 어두워야 자외선 아래에서 형광 지시의 발광 대비가 뚜렷하게 드러나므로, 이 조도 상한은 관찰 정확도를 보장하는 핵심 조건이다.
80룩스는 규정된 암실 조도 상한을 크게 넘어 형광 지시의 대비를 떨어뜨린다.
500룩스는 염색침투탐상을 백색광 아래에서 관찰할 때 쓰는 조도 수준이지 암실 기준이 아니다.
800룩스는 자외선등의 강도 기준에 쓰이는 수치와 혼동한 값으로 암실 조도와는 무관하다.

KS W 0914의 현상제 종류·명칭 대응이 틀린 것은 종류 d를 '특정 용도의 현상제'라고 한 부분이다.
규격에서 종류 d는 용제에 현상제 입자를 현탁시킨 비수성(용제 현탁성) 현상제를 가리키므로, 특정 용도용이라는 명칭과는 맞지 않는다.
종류 a를 건식 분말 현상제라 한 설명은 맞다.
종류 b를 수용성 현상제라 한 설명도 맞다.
종류 c를 수현탁성 현상제라 한 설명도 맞다.

인바(Invar)는 철(Fe) 약 64%와 니켈(Ni) 약 36%의 합금으로, 상온 근처에서 열팽창계수가 0에 가까운 특성을 가지고 있어 정밀 측정 기구와 표준 게이지의 표준 재료로 널리 사용된다.
줄자와 표준자는 온도 변화에 따른 길이 변화가 최소화되어야 정밀한 측정이 가능하므로 열팽창계수가 아주 작은 재료가 필수적이다.
센더스트는 자성 감소를 주 특성으로 하므로 열팽창계수 최소화에는 적합하지 않다.
초경합금은 경도와 내마모성을 주 특성으로 하므로 열팽창계수 최소화에는 적합하지 않다.
바이탈륨은 가공성을 주 특성으로 하므로 열팽창계수 최소화에는 적합하지 않다.

주철은 철과 탄소의 합금으로서 탄소 함유량이 2% 이상인 철합금을 말하며, 실용되고 있는 주철의 탄소 함유량은 3.2~3.8% 범위에 있다. 이 범위 내에서 주철은 주조성이 우수하고 기계적 성질이 안정적이어서 엔진 블록, 기어, 파이프 등 다양한 주물 제품으로 널리 사용된다. 0.5~2.0% 범위는 강(steel)의 탄소 함유량 영역에 해당한다.

Cr(크롬)은 강의 자경성을 주는 가장 효과적인 원소로, 함유량이 증가할수록 자경성이 현저히 증가하며 동시에 강도, 경도, 내식성도 향상된다.
자경성(자동 경화성)은 담금질 후 상온에서 시간이 경과하면서 강도와 경도가 자동으로 증가하는 성질이며, 이는 주로 탄소강에 합금원소를 첨가하여 얻어진다.
Mn은 담금질성을 개선하지만 자경성 부여 효과는 상대적으로 제한적이다.
Ni는 주로 인성과 저온충격값을 개선하는 원소이다.
Si는 탄성과 강도를 높이지만 자경성 부여의 주요 원소가 아니다.

변형된 형상이 가열로 원래 모양으로 되돌아가는 현상은 형상기억효과다.
특정 합금은 소성변형을 받아도 특정 온도로 가열되면 결정구조 변화(역변태)를 통해 원래 기억된 형상으로 복원된다.
석출경화효과는 미세한 석출물로 강도를 높이는 현상이라 형상 복원과는 다르다.
시효현상효과는 시간 경과에 따라 성질이 서서히 변하는 현상으로 형상 복원과는 무관하다.
자기변태효과는 형상이 아니라 자성 성질이 변하는 현상이다.

δ고용체와 액체(L)가 반응해 γ고용체가 되는 반응은 포정반응이며, 그 점을 포정점이라 부른다.
이는 두 상(δ와 L)이 반응해 하나의 새로운 상(γ)으로 바뀌는 형태의 반응이다.
공정점은 액체가 냉각되며 두 고체(γ와 Fe₃C)로 동시에 정출되는 반응점이다.
공석점은 고체(γ)가 냉각되며 두 고체(α와 Fe₃C)로 분해되는 반응점이다.
편정점은 액체가 냉각되며 다른 조성의 액체와 고체로 분리되는 반응점으로, 이 반응과는 성격이 다르다.

강도·경도·인성을 감소시킨다는 설명은 망간이 연신율 감소 없이 강도·경도·인성을 동시에 감소시킨다는 내용인데, 망간은 오히려 강도와 경도를 증가시키면서 인성(충격값)은 유지하는 특성을 가지므로 망간의 실제 영향이 아니다.
탄소강에 포함된 망간(Mn)의 주요 역할을 검토하면 나머지는 모두 망간의 실제 영향이다.
결정립 미세화로 고온에서의 결정립 성장을 억제한다.
주조성 개선 및 황화물(MnS) 형성으로 황의 해로운 영향을 감소시킨다.
담금질성 증대로 경화능을 크게 한다.

Al-Si계 합금에 금속나트륨 등을 첨가해 조직을 미세화하고 공정점을 낮추는 처리는 개량처리다.
이 처리는 공정 조직 속 Si상을 미세하게 분산시켜 합금의 기계적 성질을 향상시키는 것이 목적이다.
시효처리는 석출물로 강도를 높이는 열처리로 조직 미세화제 첨가와는 별개다.
실루민이라는 명칭은 규격화된 처리방법이 아니라 합금 자체의 이름이다.
용체화처리는 합금 원소를 고용시키는 열처리로, 나트륨 등을 첨가하는 개량처리와는 목적이 다르다.

전성(展性)은 금속을 두드리거나 압연해 얇은 박(箔)으로 가공할 수 있는 성질을 말한다.
이는 원자층이 미끄러지며 형태만 변하고 끊어지지 않는 소성변형 능력에서 비롯된다.
광택이 촉진되는 성질은 표면 반사 특성이라 전성과는 무관하다.
소재를 용해해 접합하는 성질은 용접·납땜에 해당하며 전성과는 다른 가공법이다.
원소를 첨가해 단단하게 하는 성질은 합금 강화 원리이지 전성의 정의가 아니다.

진정강(Killed steel)은 탈산을 완전히 한 강을 가리킨다.
Si·Al 등 탈산제를 충분히 넣어 용강 속 산소를 제거하므로 응고 시 기포가 거의 생기지 않아 재질이 균질하다.
탄소가 없는 강이라는 설명은 틀린 정의로, 진정강은 탄소량과 무관한 탈산 정도의 개념이다.
캡을 씌워 만든 강은 캡트강을 가리키는 별도 방식이다.
탈산제를 첨가하지 않는 강은 오히려 림드강에 해당해 진정강과 반대된다.

라우탈(Lautal) 합금 설명 중 틀린 것은 주조 균열이 크다고 한 부분이다.
라우탈은 Al-Cu-Si계 합금으로, 규소(Si)가 용탕의 유동성을 높이고 주조균열 경향을 오히려 줄여 주기 때문에 사형·금형 주조 모두에 무리 없이 쓰인다.
구리에 의한 시효경화성이 있다는 설명은 맞다.
규소를 첨가해 주조성을 개선했다는 설명도 맞다.
구리를 첨가해 피삭성을 좋게 했다는 설명도 맞다.

18-8 스테인리스강은 크롬(Cr) 18%와 니켈(Ni) 8%를 주요 합금원소로 함유한 오스테나이트계 스테인리스강의 표준 규격이다. 크롬은 내식성을 부여하고 니켈은 오스테나이트 조직을 안정화시켜 상온에서 우수한 인성과 용접성을 제공한다. 1번과 2번은 니켈과 망간의 조합으로 18-8 규격이 아니고, 3번은 크롬과 니켈의 비율이 역순이므로 모두 옳지 않다.

납(Pb)을 첨가하여 절삭성을 개선한 황동 합금은 리드 브라스(lead brass)이다. 리드 브라스는 구리-아연 합금인 황동에 납을 2~3% 정도 첨가하여 절삭 가공성을 대폭 향상시키며, 스크류, 나사, 시계용 기어 등 정밀가공이 필요한 부품에 널리 사용된다. 문츠메탈은 고아연 황동(Cu 60%, Zn 40%)으로 냉간 가공성이 우수하고, 틴 브라스는 주석을 첨가한 황동, 실루민은 알루미늠 합금이므로 모두 납 첨가 황동과는 다르다.

강대금에 접착해 바이메탈 베어링으로 쓰는 Cu-Pb계 합금은 켈밋(Kelmet)이다.
구리에 납을 첨가해 고속·고하중 베어링에 알맞은 내마모·내소착 특성을 얻되, 합금층 자체의 강도가 낮아 강판(강대금) 위에 얇게 접착한 2층 구조로 사용한다.
백동은 Cu-Ni계 합금으로 Cu-Pb계와는 성분 계통이 다르다.
배빗메탈은 Sn·Pb계의 연질 베어링 합금으로 Cu-Pb계 강대금 접착형이 아니다.
화이트메탈도 Sn·Pb계 저융점 베어링 합금으로 켈밋과는 계열이 다르다.

Fe-C계 평형상태도에서 Acm선은 γ고용체(오스테나이트)에서 시멘타이트(Fe₃C)가 석출하는 온도선이다. Acm선은 고탄소강(약 0.77% C 이상) 영역에서 γ상이 냉각될 때 과포화도가 증가하여 시멘타이트가 결정화하기 시작하는 선이다.
이는 δ→γ 변태선인 A3선이나 γ→α 변태선인 A1선과는 다르다. δ→γ 석출, α→펄라이트 석출, γ→α 석출은 모두 상 변태이지만 Acm선은 동일 상(γ) 내에서 새로운 상(시멘타이트)이 석출되는 선이다.

Cu합금 중 강도·경도가 가장 크면서 내식성·도전성·내피로성까지 우수한 재료는 베릴륨동이다.
소량의 베릴륨(Be)을 첨가해 시효경화시키면 구리합금 중에서도 매우 높은 강도를 얻을 수 있다.
인청동은 인(P)으로 탈산·강화한 청동으로 베릴륨동만큼의 강도에는 미치지 못한다.
니켈청동도 내식성은 우수하지만 종합 강도에서 베릴륨동에 못 미친다.
규소동 역시 강도·경도 면에서 베릴륨동보다 낮은 수준이다.

이 조건에서 허용사용률은 약 139%다.
허용사용률은 $\left(\dfrac{\text{정격 2차 전류}}{\text{실제 용접전류}}\right)^2 \times \text{정격사용률}$로 구한다.
수치를 대입하면 $\left(\dfrac{200}{120}\right)^2 \times 50$(단위: %)이고, $\left(\dfrac{200}{120}\right)^2 \approx 2.78$이므로 결과는 $2.78 \times 50 \approx 139$, 즉 139%가 된다.
즉 실제 전류가 정격보다 낮게 사용될수록 허용사용률은 정격사용률보다 커진다.

가스용접봉 성분 중 강도를 높이지만 연신율·굽힘성을 떨어뜨리는 성분은 탄소(C)다.
탄소량이 많아지면 용착금속의 강도·경도는 증가하지만 조직이 취약해져 연성·굽힘성은 오히려 감소한다.
Si은 주로 탈산 작용을 하는 성분이다.
P은 강을 취약하게 만드는 상온취성의 원인이 되는 성분이다.
S은 고온에서 균열을 일으키는 적열취성의 원인이 되는 성분이다.

연납땜과 경납땜을 가르는 기준 융점은 450°C이다.
땜납의 융점이 450°C 미만이면 연납땜, 450°C 이상이면 경납땜으로 분류하며, 이는 접합부에 요구되는 강도·내열성에 따라 납재를 고르는 기준이 된다.
100°C와 212°C는 물의 끓는점을 섭씨·화씨로 나타낸 값이라 납땜 구분과는 무관하다.
623°C는 연납·경납을 나누는 경계로 쓰이지 않는 수치다.