[금속재료산업기사 필기] 12년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

합금원소의 역할을 설명한 것 중 틀린 것은?

Ni : 내식성 및 내산화성을 증가시킨다.

Mn : 함유량이 많아지면 내마멸성을 크게 감소시키고 상온취성 및 청열취성을 방지한다.

Mo : 담금질 깊이를 깊게 하고, 크리프 저항과 내식성을 증가시킨다.

Co : Cr과 함께 사용되어 고온 강도와 고온 경도를 크게 증가시킨다.

구리가 다른 금속재료에 비하여 우수한 점이 아닌 것은?

경금속이며, 열에 잘 견딘다.

전연성이 좋아 가공이 용이하다.

전기 및 열의 전도성이 우수하다.

아름다운 광택과 귀금속적 성질이 우수하다.

7:3 황동에 1%의 주석(Sn)이 첨가될 때 겉보기 아연(Zn)함유량은 몇 %인가? (단, Sn의 Zn 당량은 2이다.)

29.09%

31.37%

44.44%

76.19%

겉보기 Zn 함유량은 $\dfrac{Zn + 당량\times Sn}{Cu + Zn + 당량\times Sn}\times100$으로 구한다. 여기에 Cu 70, Zn 30, Sn 1을 대입하면 $\dfrac{30+2\times1}{70+30+2\times1}\times100=\dfrac{32}{102}\times100\approx$ 31.37%이다.

주철 중의 Fe3C를 분해하여 흑연화하는 원소로서, 이 성분이 높은 주철은 급냉하지 않는 한 공정 흑연을 정출한다. 또한 4% 이상 첨가하면 안정한 산화막을 만들어 내산화성이 우수해지는 이 원소는?

Cr

Ni

Si

Al

금속의 결정입자 크기가 작아짐에 따른 현상으로 옳은 것은?

인성이 증가한다.

강도가 감소한다.

연성이 감소한다.

결정립계면이 감소한다.

가공성과 동시에 강인성을 요구하는 경우 적당한 탄소량의 구간으로 옳은 것은?

0.05~0.3%

0.3~0.45%

0.45~0.65%

0.65~1.2%

Fe-C 평형상태도에서 냉각 중 공석반응으로 생성되는 조직으로 옳은 것은?

펄라이트(pearlite)

마텐자이트(matensite)

오스테나이트(austenite)

레데뷰라이트(ledeburite)

기체, 액체 급랭 방법으로 제작되며, 결정 금속 특유의 결정입계, 전위, 편석 등의 결함이 존재하지 않고 자기적인 특성이 우수한 합금은?

초합금

비정질합금

초탄성합금

형상기억합금

전자강판(규소강판)에 요구되는 특성으로 틀린 것은?

투자율 및 포화자속밀도가 낮을 것

용접성 등의 가공성이 좋을 것

자화에 의한 치수변화가 적을 것

사용 중 자기적 성질의 변화가 적을 것

철광석과 그에 따른 화학식이 올바르게 연결된 것은?

자철광 : Fe3O4

능철광 : Fe2O3

갈철광 : FeCO3

적철광) : 2Fe2O3ㆍ3H2O

18-8스테인리스강의 조직으로 옳은 것은?

페라이트(ferrite)

펄라이트(pearlite)

시멘타이트(cementite)

오스테나이트(austenite)

다음 중 소결초경질 공구강의 금속 탄화물이 아닌 것은?

WC

GC

TiC

TaC

신금속을 군(群)으로 분류할 때 원자로용 1차 금속군에 해당되는 것은?

U, Th

W. Re

Ge, Si

Na, Cs

주철의 파면 광택에 따라 분류할 때 이에 해당되지 않는 것은?

회주철

백주철

반주철

구상흑연주철

금속분말과 세라믹(ceramic)이 복합된 내열성 분말소결합금은?

서멧(cermet)

초경합금(WC-Co)

소결자석(sintered magmet)

SAP(sintered Aluminium powder)

금속변태 중 동소변태에 대한 설명으로 틀린 것은?

자성변화가 생긴다.

격자배열의 변화가 생긴다.

A3, A4 변태를 동소변태라 한다.

일정온도에서 불연속적인 성질변화를 일으킨다.

냉간가공시 재료에 발생하는 현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

연성이 증가한다.

밀도가 증가한다.

전기저항이 증가한다.

경도가 감소한다.

Cu, Sn, 흑연분말을 적정 혼합하여 소결에 의해 제조한 분말야금용 합금으로 급유가 곤란한 부분의 베어링으로 사용되는 재료는?

켈밋(Kelmet)

자마크(Zamak)

오일라이트(Oillite)

베비트 메탈(Babbit metal)

탄소강에서 가장 취약해지는 청열취성이 나타나는 온도구간으로 옳은 것은?

50~100℃

200~300℃

300~400℃

500~600℃

탄소강의 청열취성(blue brittleness)은 200~300℃ 온도 범위에서 발생하는 현상으로, 이 구간에서 강도는 높아지지만 연성과 인성이 급격히 저하되어 취성 파괴가 일어나기 쉬워진다. 청열취성은 이 온도에서 질소와 산소 같은 침입형 원소들이 전위(dislocation)와 상호작용하면서 강의 기계적 성질을 악화시키는 메커니즘으로 발생하며, 온도가 더 올라가면 원자의 열운동이 증가하면서 다시 연성이 회복된다.

Ni-Cr 합금으로 내열성과 내식성이 함께 요구되는 석유화학장치, 약품 및 식품공업에 사용되는 재료는?

인바

인코넬

퍼멀로이

플래티나이트

상온에서의 순철에 대한 설명으로 옳은 것은?

비자성체이다.

배위수는 12개이다.

귀속 원자수가 4개이다.

원자 충전율은 약 68%이다.

주조시 일어나는 금속의 수축 3단계 과정으로 옳은 것은?

액체의 수축→고상액상 공존구간의 수축→고체의 수축

액체의 수축→고체의 수축→고상액상 공존구간의 수축

고체의 수축→고상액상 공존구간의 수축→액체의 수축

→고상액상 공존구간의 수축→액체의 수축→고체의 수축

스테인리스강에서 자주 나타나는 입계부식을 방지하기 위한 가장 효과적인 첨가 원소는?

Al

Ti

Cu

Mg

금속의 응고과정에서 고상의 자유에너지 변화에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, ro는 임계핵의 반지름, r은 고상의 반지름, Ev은 체적 자유에너지, Es는 계면 자유에너지이다.)

r＜ro인 경우에는 반지름이 증가함에 따라 자유에너지는 감소한다.

고상의 전체 자유에너지의 변화는 E=Es-Ev로 표시된다.

ro이상 크기의 고상을 결정의 핵(nucleus)이라 한다.

ro이하 크기의 고상입자를 엠브리오(embryo)라 한다.

시효경화를 위한 조건을 설명한 것 중 틀린 것은?

기지상은 연성을 가져야 한다.

석출물이 기지조직과 정합 상태이어야 한다.

고용체의 용해한도가 온도감소에 따라 급감해야 한다.

급냉에 의해 제2상의 석출이 잘 이루어져야 한다.

적층결함은 다음 중 어느 결함에 속하는가?

선결함

점결함

면결함

체적결함

전위의 증식과 가장 관계 깊은 것은?

전위의 집적(Pile Up)

코트렐 효과(Cottrel Effect)

프랭크 리드 원(Frank-Read Source)

전위의 상승(Dislocation Climbing)

전위의 증식은 기존 전위로부터 새로운 전위를 대량으로 생성하는 과정이며, 이를 가장 직접적으로 설명하는 메커니즘은 프랭크 리드 원(Frank-Read Source)이다.
프랭크 리드 원은 고정된 두 점 사이의 전위 선분이 전단응력을 받을 때 반복적으로 고리를 형성·분리하면서 동일한 활주면 내에서 연속적으로 새로운 전위를 생성하는 매커니즘으로, 결정의 소성변형 중 전위 개수 증가의 주요 원인이다.
전위의 집적은 여러 전위가 장애물에 막혀 축적되는 현상이다.
코트렐 효과는 용질 원자가 전위를 고정시키는 현상이다.
전위의 상승은 전위가 활주면을 벗어나 이동하는 과정이다.
이들은 모두 증식 자체와는 직접 관계가 없다.

재료의 기계적 성질 및 가공과 재결정과의 관계를 설명한 것 중 옳은 것은?

재결정은 전위에 영향을 미치지 않는다.

가공도가 클수록 축적된 변형에너지는 작아진다.

가공도가 클수록 재결정은 저온에서 일어난다.

일반적으로 재료의 강도, 내부응력 등은 재결정단계에서는 감소되지 않는다.

그림은 공정형 상태도이며, 곡선 AE는 M의 액상선이다. M의 고상선은?

금속에 있어서 확산을 나타내는 Fick의 제1법칙의 식으로 옳은 것은? (단, J는 농도구배, D는 확산계수, c는 농도, x는 위치(거리)이고, 농도의 시간적 변화는 고려하지 않는다.)

확산의 속도가 빠른 순서로 나열된 것은?

표면확산＞입계확산＞격자확산

표면확산＞격자확산＞입계확산

격자확산＞표면확산＞입계확산

입계확산＞격자확산＞표면확산

면심입방격자 금속의 슬립면과 슬립방향은?

슬립면 : {111}, 슬립방향 : ＜110＞

슬립면 : {110}, 슬립방향 : ＜111＞

슬립면 : {0001}, 슬립방향 : ＜1111＞

슬립면 : {1111}, 슬립방향 : ＜0001＞

격자상수가 a≠b≠c이고, α≠β≠γ≠90°인 것은 어떤 결정계인가?

입방정계

정방정계

단사정계

삼사정계

마텐자이트 변태의 특징이 아닌 것은?

원자의 협동에 의해 일어난다.

확산변태로 조성이 변화한다.

상내에 격자결함이 존재한다.

변태에 수반하여 표면의 기복이 발생한다.

최외각 전자수가 4인 원자가 공유 결합한다고 할 때 공유결합하는 전자의 수는?

2개

3개

4개

5개

Roozeboom의 3성분계농도 표시법에서 [그림]과 같은 p 조성 합금 중의 A의 조성은 어느 선분의길이로 표시되는가?

규칙격자를 만드는 일반적인 3가지의 형태가 아닌 것은?

AB형

A3B형

A3B2형

AB3형

냉간 가공에 의한 축적에너지의 크기에 영향을 주는 인자가 아닌 것은?

가공도

가공온도

자유도

합금원소

금속재료에서 규칙-불규칙이 재료에 미치는 영향을 설명한 것 중 틀린 것은?

규칙도가 큰 합금은 비저항이 작다.

규칙합금은 소성가공하면 규칙도가 증가한다.

일반적으로 규칙화 진행과 함께 강도가 증가한다.

Ni3Mn은 규칙상에서 강자성체이나 불규칙 상은 상자성체이다.

다음 중 금속의 특성이 아닌 것은?

모든 금속은 강자성체이다.

금속은 소성 변형을 한다.

금속은 열 및 전기전도도가 크다.

금속은 고체상태에서 결정구조를 갖는다.

S곡선에 대한 설명으로 틀린 것은?

응력이 존재하면 Ms선의 온도는 상승한다.

C, Mn 등이 많을수록 S곡선은 좌측으로 이동한다.

응력이 존재하면 S곡선의 변태개시선이 좌측으로 이동한다.

가열온도가 높을수록 S곡선의 코부분이 우측으로 이동한다.

알루미늄 및 그 합금의 질병 기호 중 용체화 처리 후 인공 시효 경화 처리한 것을 나타내는 기호는?

T1

T2

T6

T7

다음 중 담금질성을 증가시키는 원소가 아닌 것은?

C

Mn

Cr

Co

C, Mn, Cr은 임계냉각속도를 낮춰 담금질성을 높이는 원소이다. 반면 Co는 펄라이트 변태를 빠르게 해 담금질성을 낮추는 원소이다.

다음 곡선은 58℃의 정수에 있어서의 냉각곡선을 나타낸 것으로 증기막 단계에 해당되는 부분은?

곡선AB

곡선BC

곡선CD

곡선AD

펄라이트 가단주철의 열처리 방법이 아닌 것은?

가스 탈탄법

합금원소의 첨가에 의한 방법

열처리 사이클의 변화에 의한 방법

흑심가단 주철의 재열처리에 의한 방법

가스 침탄법에서 침탄 시간과 확산은 7시간이고 목표표면 탄소농도는 0.65%이며, 침단시 탄소 농도가 1.05%일 때의 침탄 소요 시간은? (단, 소재 자체의 탄소 농도는 0.25% 이며 Harris의 방정식을 이용하시오.)

1.5 시간

1.75 시간

2 시간

2.25 시간

열처리폼이 소정의 이동장치에 의해 연속적으로 노내에 장입되어 이송되면서 가열, 유지 및 냉각이 이루어지는 열처리 장치인 연속로의 특성이 아닌 것은?

다량생산에 적합하다.

열처리 공정의 자동화에 용이하게 적용할 수 있는 방식이다.

연속로에서 소형 스크류나 얇은 판재류 등을 침탄 할 경우 경화층의 깊이는 1mm~2mm 정도이다.

일반적으로 볼트, 너트 및 열간단조품 등을 처리하며 처리품의 품질이 대체적으로 균일하다.

열처리 제품의 전ㆍ후 처리 방법 중 기계적 처리 방법이 아닌 것은?

전해 연마법

버프 연마법

배럴 연마법

쇼트 피닝법

고망간강인 Hadfield(1.1%C, 13%Mn) 강을 1000℃에서 30분간 유지시킨 후 수냉을 하였을 때의 조직은?

페라이트(Ferrite)

펄라이트(Pearlite)

마텐자이트(Martensite)

오스테나이트(Austenite)

잔류오스테나이트에 대한 설명 중 옳은 것은?

탄소강에서 탄소함유량과 잔류오스테나이트 함유량은 비례관계에 있다.

잔류오스테나이트는 근본적으로 오스테나이트와 결정 구조가 다르다.

퀜칭시 냉각속도를 지연시킬수록 잔류오스테나이트의 생성량은 감소한다.

니켈, 망간 등의 원소를 첨가하면 잔류오스테나이트의 생성량은 감소한다.

다음 중 금속 재질에 인성을 부여할 수 있는 열처리는?

담금질

뜨임

어닐링

노멀라이징

고주파 표면 담금질의 특징으로 틀린 것은?

무공해 열처리 방법이다.

국부적인 가열이 가능하다.

담금질 경화 깊이 가능하다.

질량효과(mass effect)를 증가시킨다.

고속도공구강(SKH 51)의 경도를 HRc 63이상의 경도로 얻고자 할 때 담금질 및 뜨임온도로 옳은 것은?

담금질 : 1200~1240℃(유냉), 뜨임 : 540~570(공냉)

담금질 : 1050~1140℃(유냉), 뜨임 : 500~540(공냉)

담금질 : 850~940℃(유냉), 뜨임 : 450~500(공냉)

담금질 : 650~740℃(유냉), 뜨임 : 400~450(공냉)

강의 담금질성을 판단하는 방법이며, 오스테나이트로 가열된 공석강은 펄라이트를 생성되지 않게 하고 마텐자이트만 생성하는데 필요한 최소한의 냉각속도는?

분열 냉각 속도

항온 냉각 속도

계단 냉각 속도

임계 냉각 속도

공석강의 연속냉각곡선(CCT)에서 냉각속도가 빠를 때 생성되는 조직의 순서로 옳은 것은?

투루스타이트→소르바이트→펄라이트→마텐자이트

마텐자이트→투루스타이트→소르바이트→펄라이트

펄라이트→소르바이트→마텐자이트→투루스타이트

마텐자이트→펄라이트→투루스타이트→소르바이트

광휘 열처리의 분위기에 사용되는 가스로서 철강과 반응하지 않는 가스는?

산화성가스

환원성가스

불활성가스

침탄성가스

탄소강이 열처리에 의해 가열되었을 때 강재에 나타나는 온도의 색깔이 가장 높은 것은?

암적색

황홍색

붉은색

밝은 백색

담금질한 공석강의 냉각 곡선에서 시편을 100℃의 물속에 넣었을 때 ①과 같은 곡선을 나타낼 때의 조직은?

페라이트

펄라이트

오스테나이트

마텐자이트

TTT 곡선의 Nose와 Ms점의 중간 온도로 유지된 영욕 속에서 변태가 완료될 때까지 일정시간 유지한 다음, 공냉시키면 베이나이트 조직이 생기는 열처리 조작을 무엇이라 하는가?

마템퍼링(martempering)

마퀜칭(marquenching)

오스템퍼링(austempering)

타임 퀜칭(time quenching)

냉각제의 냉각 효과를 지배하는 인자가 아닌 것은?

점성

비중

기화열

열전도도

냉각제의 냉각 효과는 열전도도, 비열, 기화열 등 열 관련 물성이 주요 인자이며, 유동 특성을 나타내는 점성도 냉각 효율에 영향을 미친다. 반면 비중은 냉각제의 무게와 부피의 상대적 관계만을 나타낼 뿐, 냉각 능력 자체와는 직접적인 연관이 없다. 예를 들어 비중이 같아도 열전도도나 기화열이 다르면 냉각 효과는 완전히 달라지므로, 냉각 성능을 결정하는 지배 인자가 아니다.

금속의 조직검사 방법 중 육안 또는 배율 10배 이하의 확대경으로 검사하는 시험법의 명칭은?

비금속 개재물 검사

응력측정 시험

매크로 검사법

비틀림 시험

작업장에서 작업자의 복장에 대한 설명 중 틀린 것은?

화기 사용시에는 불연성을 사용한다.

기름이 묻은 작업복을 착용하지 않는다.

여름철에는 작업복을 착용하지 않는다.

작업복은 몸에 맞고 동작이 편한 복장은 착용 한다.

다음 재료시험 중 정적시험 방법이 아닌 것은?

인장시험

압축시험

비틀림시험

충격시험

매우 작은 금속편의 현미경 조직검사를 위한 시험절차로 적합한 것은?

시편채취→연마→마운팅→부식→조직 관찰

시편채취→연마→부식→마운팅→조직 관찰

시편채취→마운팅→연마→부식→조직 관찰

시편채취→마운팅→부식→연마→조직 관찰

재료의 응력 측정법이 아닌 것은?

광탄성 방법

X-선 방법

무레아 방법

커핑 방법

광탄성법, X-선 회절법, 무아레(moiré)법은 재료의 변형이나 응력 분포를 측정하는 방법입니다. 커핑(에릭센) 시험은 판재를 컵 모양으로 눌러 연성(성형성)을 평가하는 시험입니다. 따라서 응력 측정법이 아닙니다.

X선관에서 표적(target)이 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

원자번호가 커야 한다.

용융점이 높아야 한다.

열전도성이 높아야 한다.

높은 증기압을 갖는 물질이어야 한다.

인장시험의 응력-변형율 선도를 설명한 것 중 옳은 것은?

탄성한계 내에서는 후크의 법칙이 성립한다.

항복점이후 음력을 제거하면 원상태로 되돌아간다.

탄소함유량이 달라도 같은 재질이면 항복강도는 같다.

항복점 측정이 곤란한 재질은 20%의 영구변형이 생기는 응력을 항복점으로 정한다.

금속 재료의 파괴 형태를 설명한 것 중 다른 하나는?

미세한 공공 형태의 딤플 현상

인장시험시 컴-원뿔 형태로 파괴

외부 힘에 의해 갑자기 발생되는 손상 형태

균열의 전파 전 또는 전파 중에 상당한 소성변형 유발

다음 중 굽힘시험에 대한 설명으로 틀린 것은?

굽힘균열시험으로 재료의 전성, 연성, 균열의 유무를 알 수 있다.

보통 굽힘시험에서 알 수 있는 비례한계는 명확하지 않다.

주철의 단면강도는 보통 파단계수로서 크기를 정한다.

굽힘파단계수는 인장강도에 비례하므로 단면형상과는 관계없다.

철강재의 설퍼프린트 시험결과에서 황(S) 편석의 분포가 강재의 중심부로부터 표면부 쪽으로 증가하여 나타나는 편석을 무엇이라고 하는가?

정편석(SN)

역편석(SI)

주상편석(SCO)

중심부편석(SC)

표면 코일을 사용하는 와전류 탐상 검사에서 시험코일과 시험체 표면의 상대 거리의 변화에 의해 출력지시가 변화를 나타내는 현상은?

모서리 효과(Edge Effect)

끝부분 효과(End Effect)

리프트-오프 효과(Lift-Off Effect)

충진율 효과(Fill-Factor Effect)

철강의 미세조직을 현미경으로 검사하기 위한 부식액으로 알맞은 것은?

질산초산 용액

염화제2철 용액

나이탈 용액

수산화나트륨 용액

쇼어 경도계의 종류가 아닌 것은?

A형

C형

D형

SS형

강재의 압축시험에서 시험편의 크기가 직경 d=10mm, 높이 h=20mm일 때 압축하중 5500kg를 가하여 파단각 θ=59.6°를 얻었다면 이때 실제 압축강도는 약 몇 kgf/mm2인가?

3.5 kgf/mm2

28 kgf/mm2

70 kgf/mm2

87 kgf/mm2

인장시험기에 시험편의 물림 상태가 가장 양호한 것은?

(a)

(b)

(c)

(d)

강의 비금속 개재물 중 B형 개재물과 관련이 깊은 것은?

황화물

규산염

알루민산염

구형 산화물

자분탐상 검사에서 탈자(demagnetization)처리가 필요없는 경우에 해당되는 것은?

시험체의 잔류자속이 이후 기계가공을 곤란하게 하는 경우

시험체가 큐리점(curie point)이상으로 열처리 되었을 경우

시험체의 잔류자속이 계측기의 작동이나 정밀도에 영향을 주는 경우

시험체가 마찰부분에 사용될 때 자분집적으로 마모에 영향을 주는 경우

큐리점 이상으로 열처리된 시험체는 그 온도에서 자성을 잃게 되므로 이미 완전히 소자화(demagnetized) 상태이며, 따라서 추가적인 탈자 처리가 불필요하다.
자분탐상 검사에서 탈자 처리는 검사 후 시험체에 남은 잔류자속을 제거하여 후속 공정이나 사용 중 문제가 발생하지 않도록 하는 것이 목적이다. 반면 다음 경우는 잔류자속으로 인한 실제 피해가 발생하므로 모두 탈자 처리가 필요한 경우에 해당한다.
잔류자속이 기계가공을 곤란하게 하는 경우
잔류자속이 계측기 오류를 일으키는 경우
자분집적으로 마찰부 마모에 영향을 주는 경우

상대적으로 경한 입자나 미세돌기와의 접촉에 의해 표면으로부터 마모입자가 이탈되는 현상으로 마모 면에 긁힘 자국이나 끝이 파인 홈들이 나타나는 마모는?

연삭 마모

응착 마모

부식 마모

표면피로 마모

로크웰경도 시험에서 2개의 이웃하는 누르개 자국의 중심간 거리는 누르개 자국 지름의 몇 배 이상이어야 하는가?

2.0배

2.5배

3.5배

4.0배

로크웰경도 시험에서 측정값의 신뢰성을 확보하기 위해 이웃하는 누르개 자국(압흔) 간의 최소 거리가 규정된다. 로크웰경도 시험 표준(KS B 0149 등)에서는 2개의 이웃하는 누르개 자국의 중심간 거리가 누르개 자국 지름의 4배 이상이어야 한다고 규정하고 있다. 이는 압흔 간 간섭을 방지하고 재료의 가공경화 영향을 배제하기 위한 요구사항이다.

비파괴 시험의 종류와 그에 따른 약호가 서로 틀린 것은?

초음파탐상시험 : UT

방사선투과시험 : RT

자분탐상시험 : MT

침투탐상시험 : LT