2011년 국가직 9급 기계일반 기출문제 풀이
2011년 국가직 9급 기계일반
항온 열처리 방법이 아닌 것은?
① 오스템퍼링(austempering)
오답입니다오스템퍼링은 베이나이트 변태온도에서 항온 유지하여 변태를 완료하는 항온 열처리입니다.
② 마래징(maraging)
정답입니다마래징은 저탄소 마레이징강을 용체화 처리한 뒤 시효경화하는 처리로 항온 변태 열처리가 아닙니다.
③ 마퀜칭(marquenching)
오답입니다마퀜칭은 과냉 오스테나이트를 일정 온도에서 항온 변태시키는 방식으로 분류됩니다.
④ 마템퍼링(martempering)
오답입니다마템퍼링은 Ms점 직상에서 내외부 온도를 균일하게 한 뒤 냉각해 변형과 균열을 줄이는 항온 열처리입니다.
정답과 해설 보기
오스템퍼링·마퀜칭·마템퍼링은 TTT선도를 이용하는 항온 열처리이고, 마래징은 마레이징강의 시효경화 처리입니다.
보일러 효율을 향상시키는 절탄기(economizer)에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 연도에 흐르는 연소가스의 열을 이용하여 급수를 예열하는 장치이다.
정답입니다절탄기는 배기가스의 남은 열로 보일러 급수를 미리 가열하여 연료소비를 줄입니다.
② 석탄을 잘게 부수는 장치이다.
오답입니다석탄을 분쇄하는 장치는 미분탄기이며 절탄기가 아닙니다.
③ 연도에 흐르는 연소가스의 열을 이용하여 연소실에 들어가는 공기를 예열하는 장치이다.
오답입니다연소용 공기를 예열하는 장치는 공기예열기입니다.
④ 연도에 흐르는 연소가스의 열을 이용하여 고온의 증기를 만드는 장치이다.
오답입니다포화증기를 더 높은 온도로 가열하는 장치는 과열기입니다.
정답과 해설 보기
절탄기는 연도 배기가스의 폐열을 회수하여 급수온도를 높이므로 보일러 효율을 향상시킵니다.
클러치를 설계할 때 유의할 사항으로 옳지 않은 것은?
① 균형상태가 양호하도록 하여야 한다.
오답입니다고속회전 부품이므로 동적 균형이 좋아야 진동과 편심하중을 줄일 수 있습니다.
② 관성력을 크게 하여 회전 시 토크 변동을 작게 한다.
정답입니다클러치는 접속·차단 때 충격과 응답지연을 줄이도록 회전부의 관성모멘트를 작게 해야 합니다.
③ 단속을 원활히 할 수 있도록 한다.
오답입니다동력의 접속과 차단이 부드럽고 확실해야 하므로 옳습니다.
④ 마찰열에 대하여 내열성이 좋아야 한다.
오답입니다마찰클러치는 접속 과정에서 열이 발생하므로 마찰재의 내열성이 좋아야 합니다.
정답과 해설 보기
클러치는 가볍고 균형이 좋으며 단속이 원활하고, 마찰열을 견디면서 충분한 토크를 전달해야 합니다.
산업설비 자동화의 장점에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 생산속도를 향상시키고 생산량을 증대시킬 수 있다.
오답입니다자동화는 반복작업 속도와 설비가동률을 높여 생산량을 늘릴 수 있습니다.
② 위험한 작업환경에서 작업자의 안전성을 높인다.
오답입니다위험공정을 자동화하면 작업자의 직접 노출을 줄여 안전성을 높일 수 있습니다.
③ 생산품의 품질이 균일해지고 향상된다.
오답입니다표준화된 조건으로 반복 생산하므로 품질 편차가 줄어듭니다.
④ 자동화라인은 단위 기계별 고장 대처 및 유지 보수에 유리하다.
정답입니다자동화라인은 설비가 연계되어 한 장치의 고장이 전체 라인을 멈출 수 있어 개별 고장 대처와 유지보수가 오히려 복잡합니다.
정답과 해설 보기
자동화는 생산성·안전·균일품질에 유리하지만 초기비용이 크고 시스템 복잡성 및 연쇄 정지 위험이 있습니다.
주물에 사용하는 주물사가 갖추어야 할 조건으로 옳지 않은 것은?
① 열전도도가 낮아 용탕이 빨리 응고되지 않도록 한다.
오답입니다열전도도가 지나치게 크면 용탕이 급랭할 수 있으므로 낮은 열전도성은 요구 특성입니다.
② 주물표면과의 접합력이 좋아야 한다.
정답입니다주물사가 주물 표면에 강하게 달라붙으면 탈사와 표면정리가 어려우므로 접합력이 좋아야 하는 것이 아닙니다.
③ 열에 의한 화학적 변화가 일어나지 않도록 한다.
오답입니다고온 용탕과 반응하지 않는 내화성과 화학적 안정성이 필요합니다.
④ 통기성이 좋아야 한다.
오답입니다가스와 수증기가 빠져나가도록 통기성이 좋아야 기공 결함을 줄일 수 있습니다.
정답과 해설 보기
주물사는 내화성·통기성·성형성·적당한 강도와 붕괴성이 필요하고 주물 표면에는 잘 달라붙지 않아야 합니다.
재결정에 대한 설명으로 가장 부적절한 것은?
① 재결정 온도는 일반적으로 약 1시간 안에 95% 이상 재결정이 이루어지는 온도로 정의한다.
오답입니다재결정온도는 일정 시간 안에 대부분 재결정되는 온도로 정의하므로 옳습니다.
② 재결정 온도는 대략 0.3Tₘ~0.5Tₘ 범위에 있다.
오답입니다순금속의 재결정온도는 보통 절대용융온도의 약 0.3~0.5 범위입니다.
③ 재결정은 금속의 연성을 증가시키고 강도를 저하시킨다.
오답입니다가공경화된 조직이 새로운 무변형 결정립으로 바뀌어 강도·경도는 낮아지고 연성은 증가합니다.
④ 냉간 가공도가 클수록 재결정온도는 높아진다.
정답입니다냉간가공도가 클수록 저장에너지가 커져 재결정 구동력이 증가하므로 재결정온도는 낮아집니다.
정답과 해설 보기
재결정은 냉간가공으로 축적된 변형에너지를 해소하며, 가공도가 클수록 더 낮은 온도에서 시작합니다.
단인공구가 사용되는 공정으로만 묶인 것은?
① 외경선삭, 형삭, 평삭
정답입니다선삭바이트, 셰이퍼 바이트, 플레이너 바이트는 모두 한 개의 주절삭날을 사용하는 단인공구입니다.
② 리밍, 브로칭, 밀링
오답입니다리머·브로치·밀링커터는 여러 절삭날을 가진 다인공구입니다.
③ 밀링, 드릴링, 형삭
오답입니다밀링커터와 드릴은 다인공구이므로 단인공구만의 조합이 아닙니다.
④ 드릴링, 브로칭, 외경선삭
오답입니다드릴과 브로치는 여러 날이 작용하므로 단인공구만의 조합이 아닙니다.
정답과 해설 보기
대표적인 단인공구 가공은 선삭·형삭·평삭이며, 밀링·드릴링·리밍·브로칭은 다인공구 가공입니다.
절삭속도 628 m/min, 날수 10, 커터 지름 100 mm, 1날당 이송 0.1 mm일 때 테이블의 1분간 이송량[mm/min]은? (π=3.14)
① 1,000
오답입니다② 2,000
정답입니다n=1000V/(πD)=2000 rpm이고, F=f_z·z·n=0.1×10×2000=2000 mm/min입니다.
③ 3,000
오답입니다④ 4,000
오답입니다
정답과 해설 보기
n=1000V/(πD)=2000 rpm이고, 테이블 이송량은 F=fz·z·n=0.1×10×2000=2000 mm/min입니다.
산화철 분말과 알루미늄 분말의 혼합물을 이용하는 용접방법은?
① 플러그 용접
오답입니다플러그 용접은 겹친 판의 구멍을 용접금속으로 채워 접합합니다.
② 스터드 용접
오답입니다스터드 용접은 볼트나 핀을 모재에 순간적으로 용접합니다.
③ TIG 용접
오답입니다TIG 용접은 텅스텐 전극과 불활성가스를 사용하는 아크용접입니다.
④ 테르밋 용접
정답입니다테르밋 용접은 산화철과 알루미늄의 발열 환원반응으로 생성된 용융철을 이용합니다.
정답과 해설 보기
테르밋 반응은 Fe₂O₃+2Al→2Fe+Al₂O₃와 같이 큰 열을 발생시키며 레일 접합 등에 사용됩니다.
스테인리스강의 구성 성분 중 함유율이 가장 높은 것은?
① Mo
오답입니다Mo는 내공식성과 고온특성을 높이기 위해 일부 강종에 소량 첨가됩니다.
② Mn
오답입니다Mn은 탈산과 조직조절에 쓰이지만 일반적인 주요 내식 합금원소보다 함량이 낮습니다.
③ Cr
정답입니다스테인리스강은 보통 10.5% 이상의 Cr을 포함하며 보기의 합금원소 중 함량이 가장 큽니다.
④ Ni
오답입니다Ni는 오스테나이트 안정화에 쓰이지만 대표적인 18-8강에서도 Cr 18%, Ni 8%로 Cr이 더 많습니다.
정답과 해설 보기
Cr은 표면에 치밀한 부동태 피막을 만들어 스테인리스강의 내식성을 부여하는 핵심 원소입니다.
알루미늄 재료의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 열과 전기가 잘 통한다.
오답입니다알루미늄은 열전도도와 전기전도도가 비교적 높습니다.
② 전연성이 좋다.
오답입니다전성과 연성이 좋아 압연·압출·인발 등 소성가공이 쉽습니다.
③ 공기 중에서 산화가 계속 일어난다.
정답입니다표면에 치밀한 산화알루미늄 피막이 생겨 내부의 산화가 계속 진행되는 것을 막습니다.
④ 같은 부피이면 강보다 가볍다.
오답입니다알루미늄의 밀도는 약 2.7로 강의 약 7.8보다 작습니다.
정답과 해설 보기
알루미늄은 가볍고 전도성과 가공성이 좋으며, 자연 산화피막으로 대기 중 내식성이 양호합니다.
미끄럼 베어링의 장점이 아닌 것은?
① 충격 흡수력이 크다.
오답입니다넓은 유막이 하중과 충격을 분산해 충격 흡수력이 큽니다.
② 고속 회전에 적당하다.
오답입니다완전 유체윤활이 형성되면 고속에서 조용하고 안정적으로 운전할 수 있습니다.
③ 시동할 때 마찰저항이 작다.
정답입니다시동 순간에는 충분한 유막이 형성되지 않아 경계마찰이 발생하므로 마찰저항이 큽니다.
④ 진동과 소음이 작다.
오답입니다구름요소의 충돌이 없고 유막이 진동을 흡수해 소음과 진동이 작습니다.
정답과 해설 보기
미끄럼베어링은 고속·고하중·저소음에 유리하지만 시동마찰이 크고 윤활관리가 중요합니다.
공작물을 양극, 공구를 음극으로 하여 전기화학적 작용으로 공작물을 제거하는 가공은?
① 전해가공
정답입니다전해가공은 전해액 속에서 양극인 공작물을 전기분해하여 비접촉으로 제거합니다.
② 방전가공
오답입니다방전가공은 공구와 공작물 사이의 펄스방전 열로 재료를 제거합니다.
③ 전자빔가공
오답입니다전자빔가공은 고속 전자빔의 열에너지로 국부 용융·증발시킵니다.
④ 초음파가공
오답입니다초음파가공은 공구의 초음파 진동과 연마입자의 충격으로 제거합니다.
정답과 해설 보기
ECM은 전기분해 원리를 이용하므로 공작물은 양극, 공구는 음극이며 공구마모가 매우 작습니다.
안쪽 표면에 이가 있어 미끄럼 없이 정확한 속도비를 전달하는 벨트는?
① 링크 벨트
오답입니다링크 벨트는 여러 링크를 연결한 마찰전동 벨트로 정확한 동기전동용이 아닙니다.
② V 벨트
오답입니다V벨트는 풀리 홈과의 쐐기작용을 이용하지만 하중에 따라 미끄럼이 생길 수 있습니다.
③ 타이밍 벨트
정답입니다타이밍벨트의 이와 풀리의 이가 맞물려 미끄럼 없이 일정한 속도비를 전달합니다.
④ 레이스 벨트
오답입니다레이스는 벨트 끝을 연결하는 이음 방식과 관련되며 동기전동 벨트 종류가 아닙니다.
정답과 해설 보기
타이밍벨트는 벨트의 유연성과 기어의 확실한 맞물림을 결합하여 위치와 위상을 정확히 유지합니다.
유압회로에서 접속된 회로의 압력을 설정된 압력으로 유지시키는 밸브는?
① 릴리프 밸브
정답입니다릴리프밸브는 회로압력이 설정값을 넘으면 유체를 탱크로 방출하여 최고압력을 일정하게 제한합니다.
② 교축 밸브
오답입니다교축밸브는 통로 면적을 조절해 유량과 액추에이터 속도를 제어합니다.
③ 카운터밸런스 밸브
오답입니다카운터밸런스밸브는 부하의 자중 낙하를 막도록 배압을 유지합니다.
④ 시퀀스 밸브
오답입니다시퀀스밸브는 설정압력에 도달하면 다음 회로를 작동시켜 동작순서를 제어합니다.
정답과 해설 보기
회로 전체의 압력을 설정값 이하로 유지하고 과압을 방지하는 대표적인 압력제어밸브가 릴리프밸브입니다.
동일 재질로 만들어진 두 개의 원형단면 축이 같은 비틀림 모멘트 T를 받을 때 각 축에 저장되는 탄성에너지의 비(U₁U₂)는? (단, 두 개의 원형 단면 축 길이는 L₁, L₂이고, 지름은 D₁, D₂이다)
① U₁U₂ = (D₁D₂)4 L₂L₁
오답입니다② U₁U₂ = (D₁D₂)4 L₁L₂
오답입니다③ U₁U₂ = (D₂D₁)4 L₂L₁
오답입니다④ U₁U₂ = (D₂D₁)4 L₁L₂
정답입니다U=T²L/(2GJ), J=πD⁴/32이므로 U₁/U₂=(D₂/D₁)⁴(L₁/L₂)입니다.
정답과 해설 보기
비틀림 탄성에너지는 U=T²L/(2GJ)이고 원형축의 극관성모멘트는 J=πD⁴/32입니다. 두 축의 T와 G가 같으므로 U₁/U₂=(L₁/L₂)(D₂/D₁)⁴이며, 정답은 ④입니다.
선반을 이용한 가공으로 옳지 않은 것은?
① 나사깎기
오답입니다선반에서 나사절삭 바이트와 리드스크루를 이용해 나사를 깎을 수 있습니다.
② 보링
오답입니다공작물을 회전시키고 보링바로 기존 구멍을 확대·정밀가공할 수 있습니다.
③ 구멍뚫기
오답입니다심압대에 드릴을 장착하여 회전하는 공작물의 중심에 구멍을 뚫을 수 있습니다.
④ 브로칭
정답입니다브로칭은 여러 날이 단계적으로 배열된 브로치와 전용 브로칭머신을 사용하는 가공입니다.
정답과 해설 보기
선반은 선삭뿐 아니라 나사깎기·보링·드릴링 등이 가능하지만 브로칭은 일반적인 선반가공이 아닙니다.
송출유량 Q[m³/s], 양정 H[m], 밀도 1000 kg/m³일 때 펌프의 이론동력은?
① 9800QH kW
오답입니다② 980QH kW
오답입니다③ 98QH kW
오답입니다④ 9.8QH kW
정답입니다L=ρgQH=1000×9.8×QH=9800QH W=9.8QH kW입니다.
정답과 해설 보기
수동력은 L=ρgQH=1000×9.8×QH=9800QH W입니다. 1000으로 나누어 kW로 바꾸면 L=9.8QH kW입니다.
다음 중 옳지 않은 것은?
① 아공석강의 서냉조직은 페라이트와 펄라이트의 혼합조직이다.
오답입니다아공석강은 초석 페라이트와 펄라이트의 혼합조직이 되므로 옳습니다.
② 공석강의 서냉조직은 페라이트로 변태 종료 후 온도가 내려가도 조직 변화가 거의 없다.
정답입니다공석강의 오스테나이트는 서냉 시 전부 펄라이트로 변태하며 페라이트 단일조직이 아닙니다.
③ 과공석강의 서냉조직은 펄라이트와 시멘타이트의 혼합조직이다.
오답입니다과공석강은 초석 시멘타이트와 펄라이트의 혼합조직이 됩니다.
④ 시멘타이트는 철과 탄소의 금속간 화합물이다.
오답입니다시멘타이트 Fe₃C는 철과 탄소가 결합한 단단하고 취성인 금속간 화합물입니다.
정답과 해설 보기
공석조성의 강은 공석온도에서 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트의 층상조직인 펄라이트로 변합니다.
기어 설계에서 이의 간섭에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 간섭 상태로 가공·회전하면 언더컷이 발생할 수 있다.
오답입니다간섭부를 창성가공하면 피니언 이뿌리가 과도하게 깎이는 언더컷이 생길 수 있습니다.
② 전위기어를 사용하여 간섭을 방지할 수 있다.
오답입니다양의 전위를 적용하면 이뿌리 두께와 유효 잇수를 확보해 간섭을 줄일 수 있습니다.
③ 압력각을 작게 하여 물림길이가 짧아지면 간섭을 방지할 수 있다.
정답입니다압력각을 작게 하면 기초원이 커지고 간섭 가능성이 증가하므로, 간섭 방지에는 압력각을 크게 하는 편이 유리합니다.
④ 피니언과 기어의 잇수 차이를 줄이면 간섭을 방지할 수 있다.
오답입니다주어진 중심거리 조건에서 잇수 차이를 줄이고 피니언의 잇수를 확보하면 간섭 완화에 도움이 됩니다.
정답과 해설 보기
간섭 방지법에는 피니언 잇수 증가, 압력각 증가, 전위기어 사용, 이끝 높이 감소 등이 있습니다.
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