[압연기능장 필기] 15년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

압연에서 체적 일정 법칙(constant volume law)에 따라 입측 체적과 출측 체적이 같으므로, $B_0 \times h_0 = B_1 \times h_1$이다. 폭퍼짐계수는 폭 증가량을 수평 압하량으로 나눈 비율로 정의되며, 폭퍼짐계수 = (출측 폭 − 입측 폭) / 수평 압하량이다. 주어진 조건을 정리하면 입측 폭 $B_0 = 1000\text{ mm}$, 수평 압하량 $\Delta h = 50\text{ mm}$, 폭퍼짐계수 = 0.30이므로, $0.30 = \frac{B_1 - 1000}{50}$에서 $B_1 = 1000 + 50 \times 0.30 = 1000 + 15 = 1015\text{ mm}$이다.

부적절한 윤활로 인해 피가공물의 재료가 공구 표면에 달라붙어 쌓이는 현상을 픽업(pick-up)이라 한다. 이는 공구와 피가공물 사이의 마찰열 증가, 윤활 부족으로 인한 직접 접촉이 원인이며, 결과적으로 공구의 성능 저하와 가공면 품질 악화를 야기한다. 오렌지 필은 소성 변형으로 인한 표면 요철, 플로우잉은 공구 모서리에 의한 금속의 강제 흐름, 골링은 극압 조건에서 표면층이 함께 떨어져나가는 현상으로 서로 다르다.

재료가 롤에 스스로 물려들어 가는 한계 조건은 롤의 접선 방향 마찰력이 재료를 끌어당기는 력을 제공할 수 있는 순간이다. 이때 한계 접촉각 α는 tan(α) = μ 관계식으로 결정된다. 주어진 마찰계수 μ = 0.3을 대입하면 α = arctan(0.3) = 16.699...° ≈ 16.7°이다. 따라서 정답은 4번이다.

공기비(excess air ratio)는 실제 사용한 공기량을 이론 공기량으로 나눈 값으로 정의된다. 따라서 $m = \frac{A_1}{A_0}$이다. 이 값이 1보다 크면 과잉 공기 상태, 1이면 화학량론적 연소, 1보다 작으면 부족 공기 상태를 의미한다.

열간압연은 재결정온도 이상에서 금속을 가공하는 공정이다. 이 온도 범위에서는 변형된 결정립이 실시간으로 재결정되어 가공경화가 누적되지 않으므로 큰 변형력을 반복적으로 가할 수 있고, 최종 제품의 결정 조직도 미세해진다. 보기 2번은 냉간압연의 정의이며, 3번과 4번은 온간압연 또는 냉간압연 영역에 해당하므로 옳지 않다.

Lock-On시 초기 압연하중을 기준점으로 설정한 후, 그 이후 압연하중의 변화와 압하 위치 변화를 측정하여 출측판 두께를 산출하고 압하 위치를 제어하는 방식은 Roll Force AGC이다. 이는 압연하중(Roll Force) 신호를 피드백으로 활용하여 길이방향 두께편차를 보정하는 폐루프 제어 방식으로, 실시간 압연 조건 변화에 대응하여 두께를 안정화시킨다. Monitor AGC는 압하 위치 변위만으로 두께를 추정하고, Feed forward AGC는 압연 전 입측 조건을 미리 반영하며, Absolute AGC는 압하 위치의 절대값으로 두께를 산출하는 방식들로 구분된다.

열연 코일을 풀면서 연속적으로 폭과 길이를 전단하여 Sheet로 제조하는 설비는 시어 라인(Shear line)이다. 시어 라인은 코일 언코일러에서 풀린 스트립을 횡단 전단(cross cutting)과 종단 전단(slitting)을 동시에 또는 연속으로 수행하여 규격화된 판재(Sheet)를 생산한다. 리코일링 라인은 열연 코일을 다시 감는 설비이고, 슬리팅 라인은 폭 방향만 분할하며, 스킨 패스 라인은 표면 경화층을 제거하는 압연 설비로 전단 기능이 아니다.

가열로의 로상 구조에서 고정부와 가동부가 나뉘어 있고, 가동부가 상승→전진→하강→후퇴의 사이클을 반복하는 구형 운동을 하는 방식은 워킹빔식 가열로의 특징이다. 워킹빔식은 고정빔과 가동빔이 교대로 작동하면서 재료를 앞으로 밀어내는데, 이 과정에서 상승 시에는 재료가 고정빔으로 이동하고 하강 시에는 가동빔이 재료를 잡아 전진시키므로 재료 사이에 임의의 간격을 유지하며 이송할 수 있다. 롤식은 연속 회전으로 간격 조절이 제한적이고, 푸셔식은 단순 밀음 방식, 회전로상식은 원형 회전 방식으로 요구되는 구형 운동과 간격 조절 특성을 갖지 못한다.

개두식(開頭式) 스탠드는 롤의 상부가 개방되어 있어 롤 교체가 용이한 구조로, 하우징 캠을 풀어 상부로부터 롤을 교환할 수 있다(3번 정답). 이러한 개방 구조는 빠른 교체를 가능하게 하며(1번 정답), 동시에 캠 결합부가 이완되기 쉬운 단점이 있다(2번 정답). 그러나 개두식은 구조상 상부가 개방되어 있어 압연기의 강성이 약해지므로, 고강성이 요구되는 압연 작업에는 부적합하고 오히려 폐쇄식 스탠드가 사용된다. 따라서 "압연기의 강성이 크게 요구하는 경우에 사용한다"는 개두식의 특성에 모순된다.

균열로의 가열작업 제1단계는 급속설정온도라는 단계로, 이는 추출온도보다 20~40℃ 높게 설정하여 빠르게 가열하는 구간이다. 이후 추출온도에 도달하면 제2단계(정온단계)에서 설정온도를 추출온도 그 자체로 조정하여 유지한다. 이러한 단계별 온도 조절 방식으로 가열 시간을 단축하면서도 정확한 추출온도를 유지할 수 있다.

피쉬테일은 후판 압연시 판의 표면층이 중심부보다 빠르게 변형되면서 발생하는 결함으로, 가장 근본적인 원인은 판 표면의 선진(differential velocity)이다. 압연 시 판의 표면이 중심부보다 온도가 높거나 변형이 빠르면 표면층이 중심부를 앞질러 진행하면서 판의 양쪽 끝이 물고기 꼬리처럼 갈라지는 현상이 나타난다. 롤 표면불량이나 압연방법 부적합도 이러한 표면-중심부 선진 차이를 악화시킬 수 있지만, 직접적인 원인은 아니며, 판 내부 중심부의 선진은 오히려 피쉬테일을 방지하는 조건이므로 정답이 아니다.

선재압연의 공형(공 모양의 홈)설계 목적은 정확한 치수 제품 생산, 압연 작업 용이성, 내부응력 최소화 등이다. 보기 2는 롤의 마모량을 촉진시켜 표면결함 발생을 방지한다는 내용인데, 공형설계는 롤 마모를 최소화하고 롤 수명을 연장하는 것이 목적이지 마모를 촉진하는 것이 아니며, 오히려 마모를 줄여 표면결함을 방지하는 것이 올바른 목적이다. 따라서 마모를 의도적으로 촉진한다는 표현은 공형설계의 실제 목적에 모순된다.

고속, 고하중 냉연 롤은 내균열성(crack resistance)을 확보하면서도 높은 표면경도가 필요한데, 이는 롤 표면의 열처리를 통해 달성된다. 냉연 롤의 표면경도는 일반적으로 HRC(록웰 경도) 기준으로 표현되며, 고속·고하중 조건에서 내균열성을 중시하는 냉연 롤은 HRC 90~93 범위의 높은 표면경도를 가져야 한다. 이 정도의 경도 범위는 경화층의 깊이와 경도 구배를 적절히 조절하여 표면의 극도로 높은 경도를 확보하면서도 심부의 인성을 유지함으로써 균열 발생을 억제한다.

열간압연의 WORK ROLL 냉각수는 압연 중 롤의 열팽창을 제어하고 표면마모를 억제하며, 냉각능력은 수량·수압·수온·헤더 위치·주수면적 등 여러 인자에 의해 결정된다. 보기 3번이 틀린 이유는 냉각수 노즐은 출측부(압연 재료가 나가는 쪽)에 더 많은 수량을 집중하여 설치하기 때문이다. 롤 표면 온도가 가장 높은 지점은 압연 변형 직후인 출측부이므로, 그 부위의 냉각을 최우선으로 하여 효과적인 온도 제어와 마모 방지를 달성한다. 입측부에 많이 설치하는 것은 냉각 효율을 떨어뜨리므로 실제 운영과 배치 원칙에 위배된다.

Billet(강괴) 표면 결함 검출을 위한 비파괴검사 방법의 적용성을 판단하는 문항이다. 습식 자분 탐상기, 고주파 탐상기, 건식 자분 탐상기는 모두 표면 및 표면 근처 결함 검출에 효과적이며, 강괴의 외표면 품질관리에 널리 사용된다. 반면 초음파 탐상기는 재료 내부의 깊은 결함(공동, 층상 결함 등) 검출에 특화되어 있으며, 표면 결함 검출에는 적합하지 않다. 초음파는 표면이 거친 강괴에서 접촉성이 떨어지고, 음향 임피던스 차이가 크지 않은 표면 미세 결함 감지에 민감도가 낮기 때문에 표면 결함 검출기로 부적절하다.

냉간압연에서 압연속도가 높아지면 금속의 변형 저항이 증가하기 때문에 같은 압하력으로는 금속을 더 이상 압축하지 못하고, 결과적으로 압연 후 판의 두께는 증가한다. 압연속도 증가 → 변형속도 증가 → 유동응력 상승 → 더 큰 압축이 어려워짐 → 두께 감소폭 감소(즉, 최종 두께는 상대적으로 증가)의 메커니즘으로 작동한다.

Run out table(ROT)는 열연 공정에서 고온의 강판을 압연 후 냉각하는 최종 단계로, 층류 냉각(Laminar flow cooling)이 가장 널리 사용된다. 층류 냉각은 균일한 냉각수 흐름으로 판 전체에 걸쳐 일정한 냉각 속도를 유지할 수 있어 강판의 평탄도와 조직 균일성을 보장하는 데 유리하다. Spray cooling은 분사 방식으로 냉각 균일성이 낮고, Jet cooling과 Mist cooling은 특수한 용도나 부분 냉각에 제한적으로 사용되므로 ROT의 주요 냉각 방법으로는 적합하지 않다.

압연롤의 각 부분과 기능을 정확히 구분해야 한다. 목부(Neck)는 베어링 지지부이고, 몸체(Body)는 실제 압연이 일어나는 작업부이므로 1번은 틀렸다. 2번도 몸체는 압연 하중을 직접 받는 부분이지 구동력 전달부가 아니므로 틀렸다. 3번의 이음부(Wobbler)는 롤 진동을 조절하는 부분으로, 압연 하중을 받는 것이 아니다. 4번이 정답인 이유는 압연롤의 형상과 표면 조건이 최종 제품의 형상·표면품질·압하량을 직접 결정하기 때문이다.

캠버(camber)는 압연 중 판이 활 모양으로 휘어지는 결함으로, 양쪽 롤 간격(Roll gap)이 다를 때 발생한다. 좌우 롤 간격이 불균등하면 한쪽은 더 많이, 다른 쪽은 더 적게 압하되어 판의 폭 방향 압연량이 달라지고, 이에 따라 양측의 수축 정도가 차이나면서 판이 휘어진다. 반면 적정한 롤 크라운(롤의 볼록한 곡률)은 캠버를 방지하는 조치이며, 적절한 압하와 윤활유 사용은 캠버의 직접적인 원인이 아니다.

냉간압연용 압연유는 유막의 강도가 커야 고온·고압의 압연 조건에서 금속 표면을 보호하고 윤활 성능을 유지할 수 있다. 따라서 유막 강도가 작다는 것은 압연유의 구비조건으로 부적절하다. 반면 탈지성이 좋아 압연 후 제거가 용이하고(1번), 표면에 균일하게 부착되며(3번), 기름의 안정성과 에멀션화성이 양호해야 오랜 보관과 사용 안정성을 확보할 수 있다(4번).

소형재 압연에 주로 사용되는 압연기 중 가역 압연(reversible rolling)이 가능한 것은 Reversing two high mill(2번)이다. 이 압연기는 두 개의 압연롤이 상하로 배치되어 있으며, 롤의 회전 방향을 바꿔서 재료를 앞뒤로 통과시킬 수 있어 소형 철심, 앵글, 채널강 등의 압연에 효과적이다. 반면 Shearing step mill은 계단식 단면 압연, Double stop low mill은 정지 롤을 가진 구조, One pass mill은 편압연으로 가역 압연에 부적합하다.

열간압연 시 가열로에서 고온으로 가열된 철강 슬래브의 표면에 형성되는 스케일은 철의 산화물로 이루어지며, 온도에 따라 우선적으로 형성되는 산화물이 달라진다. 일반적으로 열간압연 온도(약 1000~1200°C)에서는 FeO(우스타이트)가 가장 안정적이고 가장 많이 형성되며, 그 위에 Fe₃O₄(자기철광)와 Fe₂O₃(적철광)이 얇은 층을 이룬다. Fe₃C는 시멘타이트로 산화물이 아니라 탄화물이므로 스케일 조성에 포함되지 않는다. 고온에서 FeO의 열역학적 안정성이 가장 높아 가장 많은 양이 형성되므로 정답은 FeO이다.

압연 토크를 계산할 때 롤의 중심에서 압연하중의 중심까지의 거리는 토크의 암(moment arm)이다. 토크는 힘과 회전축 사이의 수직거리의 곱으로 계산되므로, 압연 공정에서 압연하중이 작용하는 지점과 롤 중심 사이의 거리가 바로 토크를 결정하는 핵심 요소이다. 투영 접촉길이는 압연폭과 압연량으로 계산되는 접촉 면적 관련 값이고, 접촉호는 롤과 재료가 접하는 곡선 길이를 의미하며, 토크의 각도는 실제 압연 토크 계산 요소가 아니다.

Looper는 열간압연 설비에서 인접한 Stand 사이의 장력을 조절하여 각 압연 구간의 안정성을 유지하는 장치다. 압연 속도 차이로 인한 Strip의 이완이나 긴장 상태를 제어함으로써 Strip이 휘거나 좌우 편향되는 것을 방지하고, 각 Stand 간 압연 상태를 균일하게 유지한다. 보기 2는 Guide roll의 역할이고, 보기 3은 Roll의 표면 처리 및 냉각 관련 기능, 보기 4는 Mist collector의 역할이므로 정답은 1번이다.

산세(Pickling) 작업에서 Inhibitor(억제제)는 산이 철강 모재까지 과도하게 침식하는 것을 방지하여 지철(base metal)의 과산세를 막는 첨가제다. Demi-Water는 용매일 뿐 산화 방지 기능이 없고, HCI는 산세액의 주성분으로 오히려 부식을 야기하며, Anti-Pickler는 표준 용어가 아니다. 따라서 정답은 Inhibitor이다.

빌릿(billet)은 형강·띠강·선재 등 봉강 제품의 중간 소재로 사용되는 반제품이다. 빌릿의 단면은 정사각형 또는 직사각형이며 단면적이 약 10,000mm² 이상이고, 중판·후판의 소재는 슬래브(slab)가 담당한다. 따라서 1번은 오답(슬래브의 역할), 2번은 수치 기준이 부정확하며, 4번도 단면적 기준이 정확하지 않다.

열간압연 가열로의 각 존(Zone)별 온도 설정은 소재가 압연기에 도달할 때까지 일정한 온도를 유지하도록 제어하는 과정인데, 이를 위해서는 소재의 두께, 압연 온도, 압연 속도 등 압연 공정 자체의 변수들이 직접적으로 고려되어야 한다. 반면 소재의 형상(길이, 폭 등의 기하학적 형태)은 가열로 존별 온도 설정의 직접적인 결정 요소가 아니며, 오히려 열 이동 경로나 가열 시간 등에 영향을 미치는 간접적 요소에 불과하다. 따라서 정답은 1번이다.

롤의 크라운(crown)은 롤의 중앙부 직경을 양단보다 크게 설계하여 휨을 방지하는 방식이다. 판금 압연 시 롤에 가해지는 압력으로 인해 롤이 휘어지는 현상이 발생하는데, 중앙부를 볼록하게(볼록한 곡면으로) 만들면 압력에 의한 휨을 상쇄하여 롤 표면의 직진성을 유지할 수 있다. 따라서 정답은 롤의 양단보다 중앙부의 직경이 크다는 1번이다.

버터플라이형 공형압연기는 상하 두 개의 롤이 나비 날개처럼 벌어졌다 모였다를 반복하면서 금속을 압연하는 방식으로, 폐단면(중공) 형강을 제조하는 데 적합하다. U 형강은 개방단면 구조로 상하 롤의 개폐 운동에 의해 자연스럽게 형성되어 가장 만들기 쉽고, ㄱ 형강과 T 형강은 복잡한 단면 형상으로 별도의 가이드나 복잡한 공정이 필요하며, 레일 형강은 특수한 압연 방식(연속 압연)을 요구한다.

열간 스카핑 머신은 고온의 압연소재 표면을 산소 분사로 제거하는 장비로, 냉간 스카핑 대비 다음과 같은 특징을 갖는다. 1번 손질 깊이 조정이 용이하다는 것은 산소 압력과 분사 시간 조절로 정확한 깊이 제어가 가능하다는 점에서 정확하고, 3번 작업속도가 빠르고 압연능률을 떨어뜨리지 않는다는 것도 열간 상태에서 직접 처리되므로 별도 냉각 공정이 불필요하다는 점에서 정확하며, 4번 균일한 스카핑과 평탄한 손질면도 고온에서 조직이 부드러워 표면이 고르게 제거되는 특징이다. 반면 2번은 오류로, 열간 스카핑은 냉간 스카핑보다 산소 소비량이 적다 — 고온에서는 산화물이 더 잘 제거되므로 같은 깊이를 얻기 위해 필요한 산소량이 냉간보다 훨씬 적기 때문이다.

압연 과정에서 체적보존의 법칙이 적용되므로 압연재는 압축되지만 들어갈 때의 체적과 나올 때의 체적은 같다. 2번은 "체적이 다르다"고 하여 틀렸다.
1번은 정확하다 — 중립점(중림점)에서 압연재의 속도는 롤의 주속과 일치한다.
3번도 맞다 — 압연재의 속도가 후진(입측, 롤보다 느림)에서 선진(출측, 롤보다 빠름)으로 변하는 지점이 중립점이다.
4번도 정확하다 — 압연 입측에서 압연재 속도는 최소이며, 출측에서 최대가 된다.

강괴 전도기(ingot stripper/ingot handling equipment)는 주조된 강괴를 형틀에서 꺼내고 운반·가공하는 설비로, 접근 테이블(approach table)은 강괴를 임시로 적치하고 후속 공정으로 보내기 위한 컨베이어식 테이블로 강괴 전도기의 핵심 구성 설비다. Plasma shear는 플라즈마를 이용한 절단 설비, Block shear와 Trimming shear는 모두 절단 및 정삭 설비로 강괴 전도기가 아닌 압연 또는 후처리 공정의 독립적 설비에 속한다.

Block mill은 구동부를 일체화하여 고속회전이 가능하고, 소재가 롤 사이에서 압축되면서 비틀림이 없어 표면흠이 작으며, 유막베어링으로 높은 치수정도를 유지할 수 있다. 그러나 3번은 "스탠드 간의 간격이 넓기 때문에 선후단의 불량부분이 길어져 실수율이 낮다"고 했는데, 이는 역설적이다. 실제로는 스탠드 간 간격이 넓으면 불량부분이 길어지므로 실수율(불량률)이 높아지는 것이 맞다. 따라서 실수율이 낮다는 표현이 틀렸다.

Body crown은 롤의 양 가장자리를 제외한 중앙부가 두꺼워지는 현상으로, 롤의 휨(roll deflection)에 의해 발생한다. 압연 과정에서 높은 압력이 롤 중앙에 집중되면 롤이 하향으로 휘어지는데, 이를 보상하기 위해 롤 표면을 중앙 부분이 볼록하게 설계(crown 설계)하거나 롤을 사전에 중앙 방향으로 구부려서 제작한다. 편평도, 평행도, 속도는 crown 발생의 직접적인 원인이 아니며, 롤의 휨을 제어하지 못할 때 body crown이 나타난다.

각 상자(층)를 별도의 집단으로 구분하고, 각 층으로부터 독립적으로 샘플을 추출하는 방법이므로 층별 샘플링이 정답이다. 층별 샘플링은 모집단을 상호배타적인 부분집단(층)으로 나눈 후 각 층에서 표본을 추출하는 기법이며, 여기서 15개의 상자가 각 층에 해당한다. 계통 샘플링은 일정한 간격으로 표본을 추출하고, 취락 샘플링은 군집 전체를 표본으로 선택하며, 2단계 샘플링은 1단계에서 군집을 선택한 후 2단계에서 그 군집 내에서만 표본을 추출하므로 본 문항과 맞지 않는다.

작업 측정 방법 중 PTS법(Predetermined Time Standard, 미리정해진 시간치법)은 모든 작동을 기본동작(Therbligs)으로 분해하고, 각 기본동작의 성질과 조건에 따라 미리 정해놓은 표준시간 데이터베이스를 적용하여 정미시간을 산정하는 방식이다. Work Sampling법은 통계적 표본조사로 작업 분포를 파악하고, 스톱워치법은 실제 작업시간을 직접 측정하며, 실적자료법은 과거 기록 자료를 활용하는 점에서 PTS법과 구별된다.

생산보전(PM)은 예방보전, 보전예방, 개량보전 등을 통해 설비의 가동률을 높이고 생산성을 향상시키는 보전 활동이다. 안전보전은 설비의 안전성 확보에 중점을 두는 별개의 보전 유형으로, 생산성 향상을 목표로 하는 생산보전의 범주에 속하지 않는다.

비용구배는 (특급비용-정상비용)/(정상기간-특급기간)으로 구한다. 표에서 정상작업은 15일에 150만원, 특급작업은 10일에 200만원이므로 $(200-150)만원 / (15-10)일 = 50만원/5일 = 10만원/일$로 계산되어 비용구배는 100,000원이다.

구리(Cu)의 특성 중 틀린 항목은 비중 약 6.96이다. 구리의 정확한 비중은 약 8.9로, 6.96은 구리보다 가벼운 금속의 비중에 해당한다. 융점 약 1083℃, 전기·열의 우수한 도체성, 연성과 전성이 뛰어나 가공이 용이한 특성은 모두 구리의 올바른 특성이다.

공정합금(eutectic alloy)은 구성 금속의 최적 비율로 녹는점을 최소화하여 주조성을 개선한 합금이고, 불화알칼리(Na₃AlF₆) 개량처리는 알루미늄 합금의 미세조직을 정밀하게 제어하는 기법이다. Al-Si 합금(알루미늄-규소 합금, 초경합금)은 공정점이 명확하고 불화알칼리 처리로 Si 결정립을 미세화하여 기계적 성질이 크게 향상되며, 주조 강도, 경도, 내마모성이 우수해 자동차 엔진 블록, 실린더 헤드 등 강력한 기계부품에 널리 사용된다. Al-Cu 합금은 시효경화 합금으로 공정특성보다 열처리에 의존하고, Al-Mg 합금은 비강도는 높지만 기계부품용으로는 제한적이며, Al-Cu-Si 합금은 복합합금으로 공정성이 불명확하고 불화알칼리 처리의 효과가 상대적으로 낮다.

강의 변태 중 원자 배열의 변화 없이 자기의 강도만 변하는 변태는 A₂ 변태이다. A₂ 변태는 약 770℃에서 발생하는 철의 강자성(ferromagnetic)에서 상자성(paramagnetic)으로의 전환으로, 결정 구조는 여전히 체심입방(BCC) 구조를 유지하면서 자기 모멘트만 소실되는 특징을 가진다. 반면 A₁, A₃, A₄ 변태는 모두 원자 배열이 변하는 동시에 일어나는 동소 변태이다.

주철의 성장(growth)은 주철 조직의 미세구조 변화로 인한 부피 증가 현상으로, 시멘타이트(Fe₃C)의 흑연화가 주요 원인이다. 고온 및 반복 가열 시 시멘타이트가 분해되어 흑연으로 변환되면서 부피가 증가하고, 이 과정에서 불균일한 가열에 따른 열응력도 성장을 촉진한다. 또한 Si 등 고용 원소의 산화로 인한 조직 변화도 성장의 원인이 된다. 반면 방출된 가스에 의한 팽창은 주철의 성장 메커니즘과 무관하며, 이는 주조 결함(기공, 포로시티)과 관련된 별개의 현상으로 성장의 직접적 원인이 아니다.

Gibbs의 상률은 $F = C - P + 2$이며, 여기서 F는 자유도, C는 성분수, P는 상의 개수다. 문제에서 압력이 일정하다고 했으므로 $F = C - P + 1$로 수정된다. 순금속의 3중점(triple point)은 고체, 액체, 기체 3개 상이 동시에 평형을 이루는 점이므로 $P = 3$이고, 성분수는 $C = 1$(순금속 1종)이다. 따라서 $F = 1 - 3 + 1 = -1$이 아니라, 압력 고정 조건에서 $F = C - P + 1 = 1 - 3 + 1 = -1$인데, 이는 모순이다. 올바른 해석은 3중점이 고정된 특정 온도·압력에서만 존재하므로, 추가 자유도가 없다는 뜻이며, $F = 1 - 3 + 2 = 0$ (압력 자유도 미포함 시)이다. 3중점에서는 온도와 압력이 모두 정해지므로 자유도는 0이다.

오스테나이트형 스테인리스강의 입계부식(intergranular corrosion)은 Cr 원소가 입계에서 Cr₂₃C₆ 같은 크롬탄화물로 석출되면서 입계 주변에 Cr 결핍층이 생겨 발생한다. 1번 탄소 함유량을 낮추면 탄화물 석출 자체를 줄일 수 있고, 2번 Ti을 첨가하면 C가 TiC로 우선 결합하여 Cr 탈취를 방지하며, 4번 고온 가열 후 급냉(용체화 처리)은 석출된 탄화물을 오스테나이트에 재고용시켜 입계 Cr 결핍을 해소한다. 반면 3번은 Cr과 C 함유량을 모두 증가시키는 방법으로, 이는 오히려 더 많은 크롬탄화물이 석출되는 조건이 되어 입계부식을 악화시키므로 방지 방법이 아니다.

체심입방격자(BCC)는 정육면체의 꼭짓점과 중심에 원자가 배치된 구조로, Fe, Cr, Mo 등 전이금속이 대표적이다. Fe는 상온에서 BCC 구조를 가지며, Cr과 Mo도 BCC 금속이다. 반면 Au(금)은 면심입방격자(FCC)에 속하는 금속으로, BCC 구조를 갖지 않는다.

사고예방원리 5단계는 사실의 발견→원인의 분석→시정책의 선정→실행→평가 분석 순서로 진행되며, 제4단계는 실행에 해당한다. 보기의 선택지들을 검토하면 1번 조직은 실행의 준비 과정, 2번 평가 분석은 제5단계, 3번 사실의 발견은 제1단계이고, 4번 시정책의 선정이 제3단계로 제시되어 있으나, 정답이 4번으로 주어진 경우 해당 시험 출처의 교재나 기준에서는 5단계 구분을 사실 발견→원인 분석→대책 수립→조직(실행)→평가 또는 사실 발견→원인 분석→시정책 선정→조직→평가로 나누거나, 혹은 4단계로 축약하여 운영하고 있을 수 있다. 일반적인 안전관리 원리에서 제4단계는 계획된 시정책을 조직·실행하는 단계를 의미하므로, 보기 구성과 정답의 일치를 위해서는 해당 자격 교과서의 정의를 따라야 한다.

파스칼의 원리는 밀폐된 용기 내 액체에 가해진 압력이 액체의 모든 부분에 동일하게 전달된다는 것으로, 정답 4번이 이를 정확히 설명한다. 2번은 액체의 압력이 작용면에 항상 직각으로 작용한다는 원리의 핵심이고, 3번은 각 점에서의 압력이 모든 방향에 균등하게 작용한다는 기본 성질이다. 반면 1번의 "액체의 압력은 수평으로만 작용한다"는 설명은 방향을 제한하는 잘못된 서술로, 파스칼의 원리에서 압력은 수평·수직·사각 등 모든 방향에 작용하므로 오답이다.

자동제어의 주요 이점은 품질 균일화, 생산량 증대, 작업환경 개선 등 생산 공정의 효율성과 근무 조건 개선에 있다. 반면 3번의 '생산품의 용도가 다양해진다'는 자동제어 도입으로 직접 발생하는 이점이 아니며, 오히려 자동제어는 일정한 사양의 제품을 반복 생산하도록 설정되므로 용도 다양화는 제품 설계나 마케팅 전략의 문제이지 자동제어 자체의 기능이나 효과가 아니다.

센서의 구조를 신경계와 비교하면, 감각기(수용체) → 신경 → 신경중추의 흐름에서 신경의 역할은 신호를 전달하는 것이다. 센서에서 이에 해당하는 부분은 신호전송기로, 트랜스듀서가 물리량을 전기신호로 변환한 후 이를 외부로 전송하는 역할을 수행한다. 수신장치는 입력을 받는 부분이고, 정보처리장치는 신경중추에 더 가까운 개념이므로 신경의 기능과 맞지 않는다.