금속재료기술사 제102회 기출문제

연성금속의 인장장에서 컵-콘 파괴(Cup-and-cone fracture) 과정을 설명하시오.

지하매설 강관의 부식방지 수단으로서 음극보호(Cathodic protection) 방법 2가지를 설명하시오.

다음 [보기]에서 저온 저온에서 인성이 부족하여 사용하기에 적합하지 않은 금속재료 2가지를 선택하고, 그 이유를 설명하시오. [보기] Cu, Zn, Ni, α-Fe, Al, Ag

역편석 현상의 일종으로서, 주석청동(Cu-Sn)의 응고과정에서 생성되는 주석땀(Tin sweat)을 설명하시오.

미하나이트(Meehanite) 주철을 설명하시오.

합금원소, 결정립, 비금속개재물이 TTT곡선에 미치는 영향을 설명하시오.

응력제거 어닐링(Stress relief annealing)의 정의와 방법, 그 효과를 설명하시오.

퀜칭한 강을 템퍼링 할 때 일어나는 4가지의 변태현상을 설명하시오.

강의 결정립 성장(Grain growth)과 그 메커니즘을 설명하시오.

오스테나이트에서 마텐자이트로의 상변태시에 발생하는 단위정(Unit cell)에서의 각 원자당 체적팽창율을 계산하시오.

강에 존재하는 개재물 중 망간황화물(MnS)이 철황화물(FeS)보다 바람직한데 그 이유에 대해 설명하시오.

회주철(Gray cast iron)의 미세조직들 중에서 스테다이트(Steadite)에 대해 설명하시오.

고주파경화(Induction hardening) 열처리 할 때 경화층 두께(Hardening depth)에 영향을 미치는 인자에 대해 설명하시오.

반복적인 응력을 받기 쉬운 구조재에서 피로설계는 내구수명을 좌우하는 중요한 인자이다. 금속재료의 피로와 관련하여 다음 질문에 답하시오. (1) 강 및 알루미늄 시편을 각각 회전굽힘시험기에 걸어 피로시험을 실시하였다. 두 금속재료의 S-N곡선을 개략적으로 그리고 설명하시오. (2) 펄라이트(Pearlite) 공석강과 스페로다이트(Spheroidite) 공석강의 피로성질을 비교하여 설명하시오. (3) 강에 숏피닝(Shot peening) 처리를 가한 것과 가하지 않은 것의 피로수명을 비교하여 설명하시오.

금속재료의 강화법(경화법) 중에서 석출경화와 분산강화의 특징을 유사점과 차이점을 중심으로 설명하시오.

펄라이트, 오스테나이트, 마텐자이트계 스테인리스강의 KS규격과 특징, 열처리 조건, 그 용도를 각각 설명하시오.

저탄소 마텐자이트(Low carbon martensite) 및 고탄소 마텐자이트(High carbon martensite)의 강화기구에 대해 설명하시오.

ADI(Austempered ductile cast iron)의 열처리 및 미세조직적 특징에 대해 설명하시오.

SM45C를 고주파 표면경화열처리 후 연마를 하였더니, 그림과 같이 표면미세균열(균열깊이:약100~200㎛)이 경화철에만 발생하였다. 균열의 특징과 발생원인, 불량대책을 설명하시오. (단, 고주파 표면경화열처리부의 조직은 마텐자이트이다.)

Hadfield강(12%Mn, 1%C)의 수인처리(Water toughening)와 관련하여 다음 질문에 답하시오. (단, 이 강의 마텐자이트 변태 온도는 Ms(℃)=500-300×(%C)-33×(%Mn)으로 주어진다.) (1) 수인처리의 필요성에 대하여 설명하시오. (2) 수냉과 같은 급랭 대신에 공랭과 같이 비교적 느린 속도로 냉각하는 경우 예상되는 재료조직에 대하여 설명하시오. (3) 수인처리의 고온(,100℃) 가열 중 표면탈탄이 생겼다면 처리완료 후에 예상되는 문제점을 설명하시오.

고탄소 피아노강선의 패턴팅(Patenting) 처리를 설명하시오.

렌칭시효(Quench aging) 및 변형시효(Strain aging) 현상에 대해 각각 설명하시오.

마그네슘 합금(Mg alloy)을 상온에서 소성적으로 변형하기 어려운 이유를 결정학적으로 설명하시오.

가스 연화질화의 개요, 열처리 방법, 연화층의 석출, 용융도를 설명하시오.

스테인리스강 파이프를 용접절단 후, 2~3일 후에 누수(漏水)가 발견되었다. 용접부의 배관 파이프를 절단하여 사진과 같은 조직이 관찰되었을 때, 이 광학조직을 판독하여 불량대책을 강구하시오.

1. Fe-C 평형상태는 Fe-C계 2원계 합금에서 C함유량과 온도에 따른 여러 안정상을 나타내고 있다. 이 Fe-C 평형상태와 관련하여 다음 질문에 답하시오. (1) BCC구조와 FCC구조의 원자충진율은 각각 0.68과 0.74로서 FCC구조 속에 철원자가 더 조밀하게 채워져 있다. 그럼에도 불구하고 Fe-C 평형상태에서 붕소가 페라이트(α)와 오스테나이트(γ)의 최대탄소고용량은 각각 0.022mass%, 2.14mass% 오스테나이트가 최대 100배 가량 탄소를 많이 고용할 수 있는 이유를 설명하시오. (단, 철원자 반경은 1.24Å, 탄소원자 반경은 0.77Å이다.) (2) C함유량이 0.015mass%인 오스테나이트를 1000℃부터 상온까지 노냉하는 경우 금속조직의 변화를 설명하시오.

피로균열의 전파과정에서 파괴면에 나타나는 해변무늬(Beach mark)와 피로줄무늬(Striation)를 비교하여 설명하시오.

듀플렉스 스테인리스강(Duplex stainless steel)을 열처리 할 때 주의점에 대해 설명하시오.

이상강(二相鋼, Dual phase steel)의 인장시험시 나타나는 두가지 현상에 대해 각각 설명하시오. (1) 불연속적인 항복현상이 없는 이유 (2) 연성이 높은 이유

냉간형형용, 열간형형용강의 특성 및 열처리 조건, 수명향상 대책을 설명하시오.

도금된 볼트를 부품에 체결한지 2~3일 만에 볼트머리부가 파손되었다. 파괴면을 SEM(주사전자현미경)으로 관찰한 결과 다음과 같은 사진을 얻었다. 이 사진을 보고 파손의 원인과 대책을 설명하시오. (단, 파손까지의 볼트 생산공정 순서 : 저탄소강재 전조→가스침탄처리→전기아연도금→수소제거처리→포장→출하→납품→부품현장체결→파손이다. 또한, SEM조직사진은 3-3 페이지를 참조하시오.)