금속가공기술사 제105회(2015년) 기출문제

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1교시 13문항 중 10문항 선택 · 100분

1-1다이캐스팅용 금 형재료에 요구되는 성질을 4 가지만 설명하시오.10점답안 쓰기
1-2구상흑연 주칠 제조 시 구상화제로 가장 많이 사용하는 접종제를 2 가지만 쓰시오10점답안 쓰기
1-3백주철이 회주철보다 수축이 심한 이유는 무엇인지 설명하시오.10점답안 쓰기
1-4rolling 한 강판을 이용하여 수도관을 만들려고 한다 pipe 용접 시 그림을 참고하여 @번과 @번 중 어느 쪽을 용접하여야 유리한가? 또 그 이유는 무엇인지 설명하시오10점답안 쓰기
1-5금속의 인장시험에서 1) 후크의 법칙 (Hooke's law) 과 2) 포아송 비 (Poisson's ratio) 를 설명하시오.10점답안 쓰기
1-6판재 굽힘가공에서 나타나는 스프링 백 (spring back) 현상을 설명하시오10점답안 쓰기
1-7강의 권칭 (quenching) 경도에 가장 큰 영향을 미치는 금속 원소는 무엇인지 설명하시오.10점답안 쓰기
1-8탄소공구강에서 헨칭 (quenching) 후에 저온템퍼링을 하는 목적은 무엇인지 설명하시오.10점답안 쓰기
1-9아크용접 시 사용되는 용접봉의 피복제 중 2 가지를 들고 설명하시오.10점답안 쓰기
1-10용접 후 변형을 막을 수 있는 방법을 3가지만 쓰시오10점답안 쓰기
1-11금속재료 조직시험 시 사용하는 철강용 부식액 (etchant) 2 가지를 들고 특성을 설명하시오.10점답안 쓰기
1-12금형가공용 탄소강 주강블록을 주조한 후 절삭가공 공정 중에 블록 표변 결함을 검출할 수 있는 비파괴 검사 방법 2 가지를 들고 설명하시오10점답안 쓰기
1-13구조용강과 탄소공구강을 구분하는 탄소 함유량은 얼마이며， 탄소공구강이 구조용강보다 내마모성이 우수한 이유는 무엇인지 설명하시오.10점답안 쓰기

2교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

2-1사형주조에서 탕구계를 설계하고자 한다. 탕구계의 설계가 적절하지 못할 경우에 발생할 수 있는 주조결함 및 결함방지 대책을 4가지만 설명하시오.25점답안 쓰기
2-2모래주형 (sand casting) 과 다이캐스팅 (die-casting) 의 응고거리 (s) 와 응고시간 (t) 간의 차이점을 설명하고， 그 차이의 원인을 설명하시오.25점답안 쓰기
2-3자유단조 (open-end forging) 공정에서 배럴링 (barreling 배부름) 현상이 발생하는 원인과 방지대책을 설명하시오.25점답안 쓰기
2-4압연공정(Rolling) 에서 압하율을 크게 하는 요소 중 3 가지만 설명하시오25점답안 쓰기
2-5오스테나이트계 스테인리스강 (austenitic stainless steel) 과 탄소강 (carbon steel) 을 GMA(gas metal arc, 혹은 MIG (metal inert gas) 라고도 부름)로 용접 시 보호가스 (shield gas) 로 CO2 를 사용하면 좋은 용접이 되질 못한다 그 이유를 각각의 재료에 대해 설명하시오25점답안 쓰기
2-6STD11 강종의 금형을 열처리하였더니 잔류오스테나이트가 형성되었다. 가) 이 금형이 잔류오스테나이트와 관련되어 발생할 수 있는 문제점을 쓰시오. 나) 잔류오스테나이트는 어떻게 형성되는지 설명하시오. 다) 잔류오스테나이트 제거를 위한 심냉처리 (sub-zero treatment) 방법을 설명하시오.25점답안 쓰기

3교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

3-1저합금강(low alloy steel)을 금속 몰드 (mold) 를 이용하여 제품을 제조하였다 응고시편을 관찰하니 몰드 (mold) 벽으로부터 중심부로 주상(Columnar) 형태의 긴 결정립 (grain) 이 관찰되었다. 시편 물성을 검사하였더니， 항복강도는 만족스러우나 인장강도와 연신율이 예상보다 크게 부족하였다. 본 제품을 사형주조 (sand casting) 로 제조하였더니 결정립 크기 (grain size) 는 크게 증가하였으나 항복강도를 제외한 물성은 오히려 좋아졌다. 본 결과에 대한 원인 해석을 응고조직과 제조법의 차이를 이용하여 설명하시오.25점답안 쓰기
3-2가압성형한 고압주조제품이 중력주조제품과 비교하여 우수한 점을 설명하시오.25점답안 쓰기
3-3초소성가공 (super plastic forming) 법과 초소성재료 2 가지를 쓰고 설명하시오.25점답안 쓰기
3-4분말소결 (powder sintering) 방법 중에서 레이저 선별 소결 (selective laser sintering) 법을 설명하시오.25점답안 쓰기
3-5임의의 금속을 용접할 때의 그림이 다음과 같다. 아크 (arc) 의 이동속도 (V) 가 1 cm/sec 라 할 때， 점 A에서의 고액계면의 이동속도는 얼마인지 설명하시오 (단， 아래는 확대된 그림이며， 그림 상의 길이를 참고하시오.) 그림 상 길이: 3cm25점답안 쓰기
3-6금형열처리는 열처리 온도 외에 가열패턴이 중요하다. 오스테나이트화 처리시 가열시간은 승온시간， 균열시간 및 유지시간으로 이루어져 있다. 각각을 설명하고， 각 가열시간에 영향을 주는 요인은 무엇인지 설명하시오25점답안 쓰기

4교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

4-1주물의 결함 중 냉간균열(Cold crack) 의 발생원인과 방지대책에 대하여 설명하시오.25점답안 쓰기
4-2압탕의 기본적인 구비조건 및 압탕효과를 증가시킬 수 있는 방법을 설명하시오.25점답안 쓰기
4-3대형 부품을 단조공법으로 제조할 때， 단조해석 방법으로 사용하는 유한요소법 (finite element method) 을 설명하시오.25점답안 쓰기
4-4Al-Cu 합금의 부분상태도는 다음과 같다. Al-2%Cu 합금을 정상응고 (normal solidification) 시키고 있다. 고상에서의 확산을 무시하고 액상에서의 강제유동을 가정하여 (perfect mixing) 응고가 50% 완료되었을 때의 응고계면의 조성을 구하시오. (단， Scheil Eq.은 C_s=kC_0(1-f_s)^(k-1) 이다.)25점답안 쓰기
4-5마찰용접 (friction resistance welding, FRW) 의 원리와 특징을 설명하시오.25점답안 쓰기
4-6다음의 두 스테인리스강(stainless steel) 은 조성이 비슷하며， 또 상온에서도 오스테나이트 조직을 보이는 301, 302 오스테나이트 스테인리스강 (austenite stainless steel) 이다. 301: C 0.15, Cr 17, Ni 7, Fe balance / 302: C 0.15, Cr 18, Ni 8, Fe balance. (a) 두 301, 302 스테인리스강 (stainless steel) 의 조성으로부터 어느 것의 Ms (Martensite 개시) 온도가 더 낮을까? 또 그 이유는 무엇인지 설명하시오. (b) 두 스테인리스강의 상온 σ-ε 곡선이 다음 그림과 같다. 곡선 A 스테인리스강이 B 스테인리스강에 비해 높은 변형 (high strain) 영역에서 훨씬 더 큰 강도를 보이고 있다. 곡선 A는 301, 302 중 어느 것일까? 그 이유를 간략히 설명하시오.25점답안 쓰기