[9급 국가직 기계일반] 11년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

마레이징(maraging)은 저탄소 고니켈강을 시효(석출)경화시키는 처리이므로 항온 열처리가 아니다.
항온 열처리는 오스테나이트 상태에서 일정 온도의 염욕 등에 담가 유지하며 변태시키는 방법이다.
오스템퍼링: Ms 점 위에서 항온 유지해 베이나이트를 얻는다.
마퀜칭: Ms 점 바로 위에서 항온 유지 후 공랭해 마르텐사이트를 얻는다.
마템퍼링: Ms 와 Mf 사이에서 항온 유지해 마르텐사이트와 베이나이트 혼합 조직을 얻는다.

절탄기(economizer)는 연도의 연소가스 열로 보일러 급수를 예열하는 장치이다.
버려지는 배기가스의 열을 회수해 급수 온도를 높이므로 연료 절약과 보일러 효율 향상 효과가 있다.
석탄을 잘게 부수는 장치: 미분기(분쇄기)이다.
연소용 공기를 예열하는 장치: 공기예열기이다.
고온의 증기를 만드는 장치: 과열기에 대한 설명이다.

클러치는 단속이 잦으므로 관성력을 작게 해야 한다. 관성력을 크게 한다는 설명이 옳지 않다.
회전부의 관성이 크면 연결·차단 시 충격이 크고 단속이 둔해진다.
균형상태를 양호하게 한다: 고속 회전 시 진동을 막는다.
단속을 원활히 한다: 클러치의 기본 기능이다.
마찰열에 대한 내열성이 좋아야 한다: 미끄럼 마찰열을 견뎌야 한다.

자동화 라인은 설비가 연결되어 있어 한 기계가 고장 나면 라인 전체가 멈출 수 있다. 단위 기계별 고장 대처와 유지보수에 유리하다는 설명은 장점이 아니다.
자동화는 생산성·안전성·품질 균일성을 높이지만, 설비가 복잡해 보수에 전문 인력과 비용이 든다.
생산속도 향상과 생산량 증대: 자동화의 장점이다.
위험한 작업환경에서 작업자 안전성 향상: 장점이다.
품질 균일·향상: 장점이다.

주물사는 주조 후 주물 표면에서 잘 떨어져야 하므로, 주물표면과의 접합력이 좋아야 한다는 조건이 옳지 않다.
주물사는 내화성·통기성·성형성·적당한 강도·붕괴성을 갖추어야 한다.
열전도도가 낮아 용탕이 빨리 응고되지 않게 한다: 유동성을 유지하는 조건이다.
열에 의한 화학적 변화가 없어야 한다: 내화성 조건이다.
통기성이 좋아야 한다: 가스를 빼 기공을 막는다.

냉간 가공도가 클수록 재결정온도는 낮아지므로, 높아진다는 설명이 부적절하다.
가공도가 크면 내부에 저장된 변형 에너지가 많아 더 낮은 온도에서도 새 결정립이 생긴다.
약 1시간 안에 95 % 이상 재결정되는 온도로 정의한다: 재결정 온도의 정의로 옳다.
재결정 온도는 대략 0.3Tm~0.5Tm 이다: 옳다.
재결정은 연성을 증가시키고 강도를 낮춘다: 가공경화가 해소되어 옳다.

단인공구만 쓰는 공정 묶음은 외경선삭, 형삭, 평삭이다.
선반의 바이트, 셰이퍼(형삭)·플레이너(평삭)의 바이트는 모두 절삭날이 하나인 단인공구이다.
리밍·브로칭·밀링: 리머·브로치·밀링커터는 모두 다인공구이다.
밀링·드릴링·형삭: 밀링커터와 드릴은 다인공구이다.
드릴링·브로칭·외경선삭: 드릴과 브로치는 다인공구이다.

테이블의 1분간 이송량은 2,000 mm/min이다.
먼저 커터 회전수를 구한다.
$N=\dfrac{1000V}{\pi D}=\dfrac{1000\times628}{3.14\times100}=2000\,\mathrm{rpm}$
테이블 이송속도는 1날당 이송 × 날수 × 회전수이다.
$f=f_z\,z\,N=0.1\times10\times2000=2000\,\mathrm{mm/min}$

산화철 분말과 알루미늄 분말 혼합물을 쓰는 용접은 테르밋 용접(thermit welding)이다.
알루미늄이 산화철을 환원하는 테르밋 반응의 발열로 생긴 용융 철을 접합부에 부어 용접한다. 레일·대형 단조품 보수에 쓴다.
플러그 용접: 겹친 판의 구멍을 용착금속으로 메우는 이음 방식이다.
스터드 용접: 볼트 등을 모재에 아크로 세워 붙인다.
TIG 용접: 텅스텐 전극과 불활성 가스를 쓰는 아크 용접이다.

스테인리스강의 합금 성분 가운데 함유율이 가장 높은 것은 Cr(크롬)이다.
스테인리스강은 Cr 을 다량 함유해 표면에 치밀한 Cr 산화피막(부동태 피막)을 만들어 녹이 슬지 않는다. 18-8 강도 Cr 이 Ni 보다 많다.
Mo: 내공식성 향상을 위해 소량 첨가한다.
Mn: 소량 첨가하는 원소이다.
Ni: 오스테나이트계에서 Cr 다음으로 많이 들어간다.

알루미늄은 표면에 치밀한 산화피막이 생기면 내부 산화가 멈추므로, 공기 중에서 산화가 계속 일어난다는 설명이 옳지 않다.
이 보호성 산화막(A$l_{2}$$\mathrm{O}_{3}$) 덕분에 대기 중 내식성이 좋다.
열과 전기가 잘 통한다: 옳다.
전연성이 좋다: 면심입방격자라 옳다.
같은 부피면 강보다 가볍다: 비중이 강의 약 1/3 이라 옳다.

미끄럼 베어링은 시동할 때 마찰저항이 크다. 시동 마찰저항이 작다는 것은 장점이 아니다.
정지 상태에서는 유막이 형성되지 않아 금속끼리 접촉하므로 기동 마찰이 크다. 이 점은 구름 베어링이 유리하다.
충격 흡수력이 크다: 유막이 완충 역할을 한다.
고속 회전에 적당하다: 유체 윤활 상태에서 마찰이 작다.
진동과 소음이 작다: 전동체가 없어 조용하다.

공작물을 양극, 공구를 음극으로 하여 전기분해로 제거하는 가공은 전해가공(ECM)이다.
전해액 속에서 양극인 공작물이 전기화학적으로 용해되어 공구 형상대로 가공된다. 공구 마모가 거의 없고 경도와 무관하게 가공할 수 있다.
방전가공: 절연액 속 불꽃 방전의 열로 녹여 제거한다.
전자빔가공: 진공에서 전자빔의 열에너지로 가공한다.
초음파가공: 초음파 진동하는 공구와 연삭 입자로 깎는다.

안쪽 면에 이가 있어 미끄럼 없이 정확한 속도비를 내는 벨트는 타이밍(timing) 벨트이다.
타이밍 벨트는 풀리의 홈과 이가 맞물려 동력을 전달하므로 미끄럼이 없고 캠축 구동 등에 쓰인다.
링크 벨트: 여러 링크를 연결한 벨트로 길이 조정이 쉽다.
V 벨트: 쐐기 작용의 마찰로 전달해 약간의 미끄럼이 있다.
레이스 벨트: 이 구조가 없는 벨트이다.

회로 압력을 설정 압력으로 유지시키는 밸브는 릴리프(relief) 밸브이다.
압력이 설정값을 넘으면 열려 기름을 탱크로 보내 회로의 최고 압력을 제한한다.
교축 밸브: 유로를 좁혀 유량을 조절한다.
카운터밸런스 밸브: 수직 실린더의 자중 낙하를 막도록 배압을 건다.
시퀀스 밸브: 압력에 따라 작동 순서를 정한다.

탄성에너지의 비는 $\dfrac{U_1}{U_2}=\left(\dfrac{D_2}{D_1}\right)^4\dfrac{L_1}{L_2}$ 이다.
비틀림 탄성에너지는 극단면 2차 모멘트 $I_p=\dfrac{\pi D^4}{32}$ 를 써서 다음과 같다.
$U=\dfrac{T^2L}{2GI_p}=\dfrac{16T^2L}{G\pi D^4}$
같은 $T$, 같은 재질($G$)이므로 길이에 비례하고 지름의 네제곱에 반비례한다.
$\dfrac{U_1}{U_2}=\dfrac{L_1/D_1^4}{L_2/D_2^4}=\left(\dfrac{D_2}{D_1}\right)^4\dfrac{L_1}{L_2}$
$\left(\dfrac{D_1}{D_2}\right)^4$ 이 들어간 식: 지름의 네제곱에 반비례한다는 관계를 뒤집었다.
$\dfrac{L_2}{L_1}$ 이 들어간 식: 에너지는 길이에 비례하므로 길이비가 뒤집혔다.

브로칭(broaching)은 브로치를 당기거나 밀어 키 홈 등을 깎는 별도 공작기계 작업이므로 선반 가공이 아니다.
선반은 공작물을 회전시켜 외경·내경·단면·나사·구멍 등을 가공한다.
나사깎기: 선반에서 바이트로 나사를 깎는다.
보링: 선반에서 구멍 내면을 넓힌다.
구멍뚫기: 심압대에 드릴을 물려 가공한다.

펌프의 이론동력은 $L=9.8QH\,(\mathrm{kW})$ 이다.
이론동력은 단위시간에 액체에 준 위치에너지로 $L=\rho g Q H$ 이다.
값을 대입하면 $L=1000\times9.8\times QH=9800QH\,\mathrm{W}$ 이고, 1 kW = 1000 W 로 환산하면 $9.8QH\,\mathrm{kW}$ 이다.

공석강을 서랭하면 펄라이트 단일 조직이 되므로, 페라이트로 변태한다는 설명이 옳지 않다.
공석 조성의 오스테나이트는 $\mathrm{A}_{1}$ 변태점에서 페라이트와 시멘타이트가 층상으로 섞인 펄라이트로 변한다.
아공석강 서랭 조직은 페라이트와 펄라이트: 옳다.
과공석강 서랭 조직은 펄라이트와 시멘타이트: 옳다.
시멘타이트는 철과 탄소의 금속간 화합물(F$e_{3}$C): 옳다.

이의 간섭을 막으려면 압력각을 크게 해야 하므로, 압력각을 작게 하면 간섭을 방지한다는 설명이 옳지 않다.
압력각이 크면 기초원이 작아져 물림 범위가 기초원 안쪽으로 들어가지 않으므로 간섭이 줄어든다.
간섭 상태로 회전하면 언더컷이 생긴다: 상대 기어 이끝이 이뿌리를 파내므로 옳다.
전위기어로 간섭을 방지한다: 옳다.
피니언과 기어의 잇수 차이를 줄이면 간섭을 방지한다: 잇수비가 작을수록 간섭이 줄어 옳다.