2026년 서울시 9급 기계일반 D책형 기출문제 풀이

2026 9급 서울시 기계일반 D책형

기계일반 기출문제 풀이 · AI 보조 해설

Q01Q02Q03Q04Q05Q06Q07Q08Q09Q10Q11Q12Q13Q14Q15Q16Q17Q18Q19Q20

Q01

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축 방향 변형률에 대한 횡 방향 변형률의 비율의 절댓값은?

• ① 푸아송비

  정답입니다 가로변형률을 세로변형률로 나눈 값의 절댓값이 바로 푸아송비입니다.

• ② 응력집중계수

  오답입니다 응력집중계수는 노치부 최대응력을 공칭응력으로 나눈 값입니다.

• ③ 세장비

  오답입니다 세장비는 기둥 길이를 단면회전반경으로 나눈 값입니다.

• ④ 안전계수

  오답입니다 안전계수는 기준강도를 허용응력으로 나눈 값입니다.

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정답 ① 푸아송비

봉을 축 방향으로 잡아당기면 길이는 늘고 지름은 줄어듭니다. 이때 ν = |${\epsilon }_{\text{가로}}$ / ${\epsilon }_{\text{세로}}$| 로 정의되는 재료 고유의 무차원 상수가 푸아송비이며, 금속의 경우 대략 0.25~0.35 범위이고 이론적 상한은 0.5입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 재료역학 # 푸아송비 # 횡변형률 # 축변형률 # 탄성상수

Q02

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CNC 공작기계에서 사용하는 프로그램에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

• ① G코드는 직선 및 원호보간 등의 동작지령을 하는 데 사용된다.

  오답입니다 G00 급속이송, G01 직선보간, G02·G03 원호보간으로 준비기능이 맞습니다.

• ② M코드는 주축의 회전방향, 절삭유 공급 등의 보조지령을 하는 데 사용된다.

  오답입니다 M03·M04 주축 정회전·역회전, M08 절삭유 ON 등 보조기능이 맞습니다.

• ③ O코드는 프로그램 번호를 지령하는 데 사용된다.

  오답입니다 O 다음의 네 자리 수가 프로그램 번호로 쓰이는 것이 맞습니다.

• ④ F코드는 주축 모터의 회전속도를 지령하는 데 사용된다.

  정답입니다 F는 이송속도(feed)이고 주축 회전속도는 S코드로 지령합니다.

정답과 해설 보기

정답 ④ F코드는 주축 모터의 회전속도를 지령하는 데 사용된다.

CNC 프로그램에서 F는 이송기능(feed function)으로 분당 이송 mm/min 또는 회전당 이송 mm/rev를 지령합니다. 주축 모터의 회전속도를 지령하는 것은 주축기능인 S코드이며, 공구 선택은 T코드가 맡습니다. 따라서 F코드를 주축 회전속도라고 한 설명이 옳지 않습니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계공작법 # CNC # G코드 # M코드 # 이송기능 # 주축기능

Q03

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선형 스프링의 스프링상수를 $k$, 변형량을 $\delta$라 할 때, 하중 $P$와의 관계로 가장 옳은 것은?

• ① $P$=$\delta$/$k$

  오답입니다 변형량을 스프링상수로 나누면 차원이 맞지 않습니다.

• ② $P$=$k$$\delta$

  정답입니다 훅의 법칙 그대로 하중은 스프링상수와 변형량의 곱입니다.

• ③ $P$=$k$+$\delta$

  오답입니다 단위가 다른 두 양을 더할 수는 없습니다.

• ④ $P$=$k$−$\delta$

  오답입니다 단위가 다른 두 양을 뺄 수도 없습니다.

정답과 해설 보기

정답 ② P = kδ

선형 스프링은 하중과 변형량이 비례하는 훅의 법칙을 따르므로 P = kδ입니다. 스프링상수 k는 단위 변형을 일으키는 데 필요한 하중이라 단위가 N/m이고, δ의 단위 m을 곱하면 하중의 단위 N이 되어 차원도 맞습니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 스프링 # 훅의법칙 # 스프링상수 # 변형량

Q04

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비압축성 유체가 하나의 입구와 두 개의 출구를 가진 관을 통해 흐르고 있다. 각 단면의 조건이 <보기>와 같을 때, 출구 B에서의 유속[m/s]은?

• ① 10

  오답입니다 출구 A의 유량 0.2 m³/s를 출구 B의 단면적 0.02 m²로 나누면 나오는 값입니다.

• ② 15

  오답입니다 입구 유량 0.6 m³/s가 두 출구로 절반씩 나뉜다고 보면 0.3 ÷ 0.02 = 15 m/s가 됩니다.

• ③ 20

  정답입니다 0.6 − 0.2 = 0.4 m³/s 를 단면적 0.02 m²로 나눈 값입니다.

• ④ 25

  오답입니다 출구 A의 유속을 4 m/s가 아니라 2 m/s로 잘못 읽으면 (0.6 − 0.1) ÷ 0.02 = 25 m/s가 됩니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ 20

비압축성 정상유동에서는 들어온 체적유량과 나간 체적유량이 같아야 합니다. 입구 O의 유량은 0.1 × 6 = 0.6 m³/s, 출구 A의 유량은 0.05 × 4 = 0.2 m³/s이므로 출구 B의 유량은 0.6 − 0.2 = 0.4 m³/s입니다. 따라서 유속은 0.4 / 0.02 = 20 m/s입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 유체역학 # 연속방정식 # 체적유량 # 비압축성유동 # 유속

Q05

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<보기> 중 절삭공구의 구성 요소로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 구성인선(built-up edge) ㄴ. 라이저(riser) ㄷ. 칩 브레이커(chip breaker) ㄹ. 생크(shank)

• ① ㄱ, ㄴ

  오답입니다 라이저(ㄴ)는 주조에서 쇳물을 보충하는 압탕이라 공구 요소가 아닙니다.

• ② ㄱ, ㄷ

  오답입니다 구성인선(ㄱ)은 절삭 중 날 끝에 생기는 현상이지 공구의 부분이 아닙니다.

• ③ ㄴ, ㄷ

  오답입니다 구성 요소가 아닌 라이저(ㄴ)가 들어가 있어 옳지 않습니다.

• ④ ㄷ, ㄹ

  정답입니다 칩 브레이커와 생크는 모두 절삭공구를 이루는 실제 부분입니다.

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정답 ④ ㄷ, ㄹ

절삭공구는 자루 역할을 하는 생크(shank), 실제로 깎는 날부, 여유면·경사면, 그리고 칩을 짧게 끊어 주는 칩 브레이커(chip breaker) 등으로 이루어집니다. 반면 구성인선은 절삭 중 공구 날 끝에 피삭재가 달라붙어 생기는 현상이고, 라이저는 주조에서 응고 수축분을 보충하는 압탕이므로 공구 구성 요소가 아닙니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계공작법 # 절삭공구 # 칩브레이커 # 생크 # 구성인선

Q06

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<보기>가 설명하는 가공법은?

튜브나 원추형 혹은 곡면 형상의 소재를 분할 다이에 넣고 고무나 폴리우레탄과 같은 충전재를 채워서 확장시키는 가공법

• ① 벌징

  정답입니다 분할 다이 안에서 고무·폴리우레탄으로 소재를 부풀리는 대표 성형법입니다.

• ② 하이드로포밍

  오답입니다 하이드로포밍은 액체(유압)를 매체로 관이나 판을 다이에 밀착시킵니다.

• ③ 스피닝

  오답입니다 스피닝은 회전하는 맨드릴에 판재를 롤러로 눌러 붙여 성형합니다.

• ④ 비딩

  오답입니다 비딩은 판재나 관에 좁은 홈이나 볼록한 띠를 내는 가공입니다.

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정답 ① 벌징

벌징(bulging)은 원통이나 원추 모양 소재를 분할 다이에 넣고 내부에 고무나 폴리우레탄 같은 탄성 충전재를 채운 뒤 눌러서 소재를 바깥으로 부풀려 배부른 형상을 만드는 가공법입니다. 충전재가 압력을 사방으로 고르게 전달하므로 복잡한 곡면도 균일하게 확장됩니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 소성가공 # 벌징 # 분할다이 # 고무성형 # 관재성형

Q07

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<보기>가 설명하는 가공공정은?

금속 모재 표면에 이종 금속 박판을 적층하고 롤을 이용해 강한 압력을 가함으로써, 접합면에서 원자 확산을 유도하여 금속결합을 통해 복합재를 가공하는 공정

• ① 롤러버니싱

  오답입니다 롤러버니싱은 표면을 롤러로 눌러 매끈하고 단단하게 다듬는 가공입니다.

• ② 확산피복법

  오답입니다 확산피복법은 분말 속에서 가열해 원소를 표면에 침투시키는 표면처리입니다.

• ③ 클래딩

  정답입니다 박판을 겹쳐 롤 압연으로 압접해 복합재를 만드는 롤 클래딩 그대로입니다.

• ④ 스퍼터링

  오답입니다 스퍼터링은 진공에서 이온으로 표적을 때려 박막을 증착하는 방법입니다.

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정답 ③ 클래딩

클래딩(cladding)은 모재 표면에 성질이 다른 금속 박판을 겹친 뒤 롤로 강한 압력을 가해 접합면의 산화막을 깨고 원자 확산으로 금속결합을 이루게 하는 압접 계열 공정입니다. 스테인리스-알루미늄 클래드판이나 동전 소재처럼 두 금속의 장점을 함께 쓰는 복합재를 만듭니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 소성가공 # 클래딩 # 압접 # 복합재 # 원자확산

Q08

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축과 구멍의 끼워맞춤 결합에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

• ① 중간 끼워맞춤에서는 항상 구멍이 축보다 크거나 같다.

  정답입니다 중간 끼워맞춤은 치수에 따라 틈새가 될 수도, 죔새가 될 수도 있습니다.

• ② 헐거운 끼워맞춤에서는 항상 구멍이 축보다 크다.

  오답입니다 헐거운 끼워맞춤은 최소 구멍이 최대 축보다 커서 늘 틈새가 생깁니다.

• ③ 억지 끼워맞춤에서는 항상 축이 구멍보다 크다.

  오답입니다 억지 끼워맞춤은 최대 구멍이 최소 축보다 작아 늘 죔새가 생깁니다.

• ④ 억지 끼워맞춤 결합에는 열수축과 열팽창을 이용한다.

  오답입니다 열박음(구멍을 가열해 팽창)과 냉각끼움(축을 냉각해 수축)은 억지 끼워맞춤의 조립법입니다.

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정답 ① 중간 끼워맞춤에서는 항상 구멍이 축보다 크거나 같다.

중간 끼워맞춤은 구멍과 축의 공차역이 서로 겹치도록 잡은 것이라 실제 가공 치수에 따라 약간의 틈새가 생기기도 하고 약간의 죔새가 생기기도 합니다. 항상 구멍이 축보다 크거나 같은 것은 헐거운 끼워맞춤의 성질이므로 ①의 설명이 옳지 않습니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 끼워맞춤 # 틈새 # 죔새 # 공차

Q09

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볼베어링과 롤러베어링에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

• ① 볼베어링은 선접촉이고, 중하중용에 적합하다.

  오답입니다 볼베어링은 선접촉이 아니라 점접촉이고 중하중에는 불리합니다.

• ② 롤러베어링은 점접촉이고, 고속 회전에 적합하다.

  오답입니다 롤러베어링은 선접촉이며 고속보다는 중하중 지지에 유리합니다.

• ③ 볼베어링은 점접촉이고, 고정밀 회전에 적합하다.

  정답입니다 점접촉이라 마찰이 작아 고속·고정밀 회전에 적합합니다.

• ④ 두 베어링은 접촉 형태 차이가 없다.

  오답입니다 볼은 점접촉, 롤러는 선접촉으로 접촉 형태가 분명히 다릅니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ 볼베어링은 점접촉이고, 고정밀 회전에 적합하다.

구름 요소가 구(球)인 볼베어링은 궤도륜과 점접촉을 하므로 접촉면적이 작아 마찰과 발열이 적고, 고속 회전과 정밀 회전에 유리하지만 하중지지 능력은 상대적으로 낮습니다. 원통·원추 롤러를 쓰는 롤러베어링은 선접촉이라 접촉면적이 넓어 중하중에 적합합니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 구름베어링 # 볼베어링 # 롤러베어링 # 점접촉 # 선접촉

Q10

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사각 나사(square thread)의 특징으로 가장 옳은 것은?

• ① 결합용으로만 사용되며 효율이 낮다.

  오답입니다 사각나사는 결합용이 아니라 운동용이며 효율이 가장 높은 편입니다.

• ② 축방향의 하중을 받아 운동을 전달하는 데 적합하다.

  정답입니다 나사산이 축선에 수직이라 축방향 힘 전달에 손실이 적습니다.

• ③ 관 접속에 적합하다.

  오답입니다 관 접속에 쓰는 것은 기밀성이 좋은 관용나사(테이퍼 나사)입니다.

• ④ 자동체결용으로만 사용된다.

  오답입니다 자동체결은 삼각나사의 특징이고 사각나사는 오히려 풀리기 쉽습니다.

정답과 해설 보기

정답 ② 축방향의 하중을 받아 운동을 전달하는 데 적합하다.

사각나사는 나사산 단면이 직사각형이라 나사산각이 0°에 가깝고, 이 때문에 마찰로 인한 손실이 작아 나사 중 전달효율이 가장 높습니다. 그래서 프레스, 잭, 바이스처럼 큰 축방향 하중을 받아 힘과 운동을 전달하는 운동용 나사로 씁니다. 기밀·체결이 필요한 곳에는 마찰이 큰 삼각나사를 씁니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 사각나사 # 운동용나사 # 나사효율 # 삼각나사

Q11

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연삭숫돌에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

• ① 기공이 가급적 없어야 한다.

  오답입니다 기공은 칩 배출과 냉각 통로 역할을 하는 숫돌의 3요소 중 하나입니다.

• ② 연삭입자의 형상이 가급적 규칙적인 모양이어야 한다.

  오답입니다 입자는 불규칙해야 예리한 절삭날이 생겨 연삭성이 좋아집니다.

• ③ 결합제와 관련된 정보를 파악해야 한다.

  정답입니다 결합제는 결합도·조직과 함께 숫돌 표시에 반드시 들어가는 항목입니다.

• ④ 입도가 작을수록 입자의 크기도 작아진다.

  오답입니다 입도 번호가 작을수록 입자는 오히려 굵어집니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ 결합제와 관련된 정보를 파악해야 한다.

연삭숫돌의 3요소는 숫돌입자, 결합제, 기공이며 숫돌 표시는 입자·입도·결합도·조직·결합제 순으로 나타냅니다. 기공은 칩을 담고 절삭유를 통과시키는 데 꼭 필요하고, 입자는 모양이 불규칙해야 날이 예리합니다. 또 입도는 체눈 개수를 나타내는 번호라서 번호가 작을수록 입자가 굵습니다. 결합제 정보를 파악해야 한다는 ③만 옳습니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 연삭숫돌 # 결합제 # 기공 # 입도

Q12

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기하공차의 기호와 그에 대한 설명이 옳게 짝지어진 것은?

• ①

  

  − 부품의 직선 형체가 2개의 평행한 임의의 직선 사이 공차역에 포함되어야 함을 도시한다.

  오답입니다 ↗↗는 온흔들림 공차이고, 설명은 직진도(⏤)에 해당합니다.

• ②

  

  − 항상 기준이 되는 형체를 함께 도시한다.

  오답입니다 ▱는 평면도로 모양공차라 데이텀을 함께 쓰지 않습니다.

• ③

  

  − 부품의 원 형체가 중심이 같은 임의의 동심원 사이 공차역에 포함되어야 함을 도시한다.

  오답입니다 ◎는 동심도이고, 설명은 진원도(○)에 해당합니다.

• ④

  

  − 부품이 가지고 있는 점, 선 및 면의 위치에 대한 정밀도를 도시한다.

  정답입니다 ⊕는 위치도로 점·선·면의 위치 정밀도를 규제하는 기호가 맞습니다.

정답과 해설 보기

정답 ④ ⊕(위치도) − 부품이 가지고 있는 점, 선 및 면의 위치에 대한 정밀도를 도시한다.

기하공차는 모양공차(직진도 ⏤, 평면도 ▱, 진원도 ○, 원통도 ⌭), 자세공차, 위치공차(위치도 ⊕, 동심도 ◎, 대칭도), 흔들림공차(↗, ↗↗)로 나뉩니다. 보기에 제시된 기호는 차례로 온흔들림, 평면도, 동심도, 위치도이며, 기호와 설명이 바르게 짝지어진 것은 위치도 ⊕ 하나뿐입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 측정 # 기하공차 # 위치도 # 평면도 # 동심도 # 흔들림공차

Q13

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나사에 대한 일반적 설명으로 가장 옳은 것은?

• ① 풀 때와 조일 때의 효율은 다를 수 있다.

  정답입니다 마찰각의 부호가 반대로 들어가므로 조일 때와 풀 때 효율이 다릅니다.

• ② 나선곡선과 축선이 이루는 경사각을 나사산각이라고 한다.

  오답입니다 나사산각은 나사산 양쪽 면이 이루는 각이고, 나선곡선이 축선과 이루는 각은 리드각의 여각인 나선각입니다.

• ③ 나사의 효율은 회전 방향 유효 일량을 축 방향 입력 일량으로 나눈 값이다.

  오답입니다 분자와 분모가 뒤바뀌어, 축방향 유효일을 회전방향 입력일로 나눠야 합니다.

• ④ 미터 나사의 나사산각은 보통의 경우 30°로 주어진다.

  오답입니다 미터 나사의 나사산각은 30°가 아니라 60°입니다.

정답과 해설 보기

정답 ① 풀 때와 조일 때의 효율은 다를 수 있다.

나사를 조일 때의 효율은 η = tanλ / tan(λ+ρ), 풀 때의 효율은 η′ = tan(λ−ρ) / tanλ 로 마찰각 ρ가 들어가는 방향이 서로 달라 두 값이 같지 않습니다. 한편 리드각은 나선과 축에 수직인 평면이 이루는 각이고, 나사 효율은 축방향 유효일량을 회전방향 입력일량으로 나눈 값이며, 미터 나사의 나사산각은 60°입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 나사효율 # 리드각 # 마찰각 # 나사산각

Q14

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경사각 45°, 곡률 반경 90m인 경사 커브 도로가 있다. 이 도로에서 자동차가 바퀴의 측면 마찰력 없이 주행할 수 있는 정격속력[m/s]은? (단, 중력가속도 $g$는 10m/s²이며, 이외의 조건은 무시한다.)

• ① 20

  오답입니다 반지름을 40 m로 잘못 잡으면 √(40×10×1) = 20 m/s가 됩니다.

• ② 30

  정답입니다 v = √(rg·tanθ) = √(90×10×1) = 30 m/s입니다.

• ③ 40

  오답입니다 반지름을 160 m로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.

• ④ 50

  오답입니다 반지름을 250 m로 잘못 잡아야 나오는 값입니다.

정답과 해설 보기

정답 ② 30

마찰 없이 뱅크각만으로 도는 경우 노면 수직항력 N의 수평성분이 구심력을, 수직성분이 중력을 담당합니다. N sinθ = mv²/r, N cosθ = mg이므로 두 식을 나누면 tanθ = v²/(rg)입니다. 따라서 v = √(rg tanθ) = √(90 × 10 × tan45°) = √900 = 30 m/s입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 동역학 # 경사커브 # 구심력 # 뱅크각 # 정격속력

Q15

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평벨트의 걸기 방법에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

• ① 평행걸기와 십자걸기는 모두 두 풀리의 접촉각이 항상 180°이다.

  오답입니다 두 풀리의 지름이 다르면 접촉각은 180°에서 벗어납니다.

• ② 평행걸기에서는 벨트 꼬임이 필수이다.

  오답입니다 벨트를 한 번 꼬아 거는 것은 평행걸기가 아니라 십자걸기입니다.

• ③ 십자걸기의 접촉각은 항상 180°보다 작다.

  오답입니다 십자걸기는 벨트가 교차해 감기므로 접촉각이 180°보다 큽니다.

• ④ 평행걸기는 두 풀리의 회전방향이 같고, 십자걸기는 반대이다.

  정답입니다 평행걸기(오픈)는 같은 방향, 십자걸기(크로스)는 반대 방향으로 돕니다.

정답과 해설 보기

정답 ④ 평행걸기는 두 풀리의 회전방향이 같고, 십자걸기는 반대이다.

평행걸기(바로걸기)는 벨트를 꼬지 않고 그대로 거는 방식이라 원동풀리와 종동풀리의 회전방향이 같고, 접촉각은 큰 풀리에서 180°보다 크고 작은 풀리에서 180°보다 작습니다. 십자걸기는 벨트를 한 번 꼬아 X자로 걸기 때문에 회전방향이 서로 반대이고 접촉각이 두 풀리 모두 180°보다 커서 전달할 수 있는 동력이 큽니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 평벨트 # 평행걸기 # 십자걸기 # 접촉각

Q16

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줄-톰슨 계수($\mu$)와 유체의 온도 변화에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

• ① $\mu$<0이면, 압력이 강하할 때 유체의 온도가 내려간다.

  오답입니다 μ<0이고 압력이 내려가면 ΔT = μΔP > 0이라 온도가 올라갑니다.

• ② 역전 온도에서는 압력이 변해도 온도가 변하지 않는다($\mu$=0).

  정답입니다 역전 온도는 μ의 부호가 바뀌는 경계라서 그 점에서 μ=0입니다.

• ③ 이상기체의 경우 줄-톰슨 계수는 항상 양(+)의 값을 가진다.

  오답입니다 이상기체는 엔탈피가 온도만의 함수라 μ가 항상 0입니다.

• ④ 모든 실제 기체는 상온에서 압력을 낮추면 항상 온도가 내려간다.

  오답입니다 수소·헬륨은 상온이 역전 온도보다 높아 교축하면 오히려 더워집니다.

정답과 해설 보기

정답 ② 역전 온도에서는 압력이 변해도 온도가 변하지 않는다(μ=0).

줄-톰슨 계수는 등엔탈피 교축에서 μ = (∂T/∂P)_h 로 정의되며, μ의 부호가 (+)에서 (−)로 바뀌는 경계 온도가 역전 온도(inversion temperature)입니다. 그 점에서는 μ = 0이므로 압력을 낮춰도 온도가 변하지 않습니다. 이상기체는 어디서나 μ = 0이고, 수소·헬륨은 상온에서 μ < 0이라 교축하면 온도가 올라갑니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 열역학 # 줄톰슨계수 # 교축과정 # 역전온도 # 등엔탈피

Q17

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<보기>의 철의 상태변화도에 대한 설명으로 온도가 가장 높은 점과 낮은 점을 옳게 짝지은 것은? (단, 제시된 조건 이외의 조건은 무시한다.)

ㄱ. 오스테나이트(γ)가 페라이트(α)+시멘타이트(Fe3C)로 변하는 점 ㄴ. Fe-C합금(4.3% C)에서 오스테나이트(γ)+시멘타이트(Fe3C) 혼합조직으로 변하는 점 ㄷ. 페라이트(δ) 상 저탄소강(0.17~0.53% C)의 응고에서 오스테나이트(γ)가 형성되는 점 ㄹ. 순철의 γ−α 변태점

　가장 높은 점　가장 낮은 점

• ①　ㄱ　ㄷ

  오답입니다 ㄱ은 723℃로 가장 낮은 점이라 높은 점 자리에 올 수 없습니다.

• ②　ㄴ　ㄹ

  오답입니다 ㄴ은 1,130℃로 ㄷ보다 낮고, ㄹ은 910℃로 ㄱ보다 높습니다.

• ③　ㄷ　ㄱ

  정답입니다 포정점 약 1,495℃가 가장 높고 공석점 723℃가 가장 낮습니다.

• ④　ㄹ　ㄴ

  오답입니다 ㄹ은 910℃, ㄴ은 1,130℃로 높낮이가 완전히 뒤바뀐 조합입니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ 가장 높은 점 ㄷ, 가장 낮은 점 ㄱ

ㄱ은 γ가 α+Fe₃C의 펄라이트로 변하는 공석점 A₁ 으로 약 723℃, ㄴ은 4.3% C에서 액상이 γ+Fe₃C의 레데뷰라이트로 되는 공정점으로 약 1,130℃, ㄷ은 δ와 액상이 반응해 γ가 생기는 포정점으로 약 1,495℃, ㄹ은 순철의 γ→α 변태점 A₃ 로 약 910℃입니다. 따라서 가장 높은 점은 ㄷ, 가장 낮은 점은 ㄱ입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계재료 # 철탄소상태도 # 공석점 # 공정점 # 포정점 # 변태점

Q18

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<보기>의 ㈎~㈐는 용접공정의 종류별 특징을 설명한 것이다. 각 특징에 해당하는 용접공정을 옳게 짝지은 것은?

㈎ 아크에서 발생한 열원으로 피용접부의 모재와 전극인 피복용접봉의 끝부분을 녹임으로써 접합하는 용접공정이다. ㈏ 한 부분을 접촉시킨 후 회전시킴으로써 온도를 올린 후 결합하는 용접공정이다. ㈐ 집중된 고출력 단일파장 빔을 이용하는 용접공정으로 진공이 필요하지 않다.

　㈎　㈏　㈐

• ①　텅스텐 아크용접　마찰용접　전자빔용접

  오답입니다 전자빔용접은 진공실이 필요하므로 ㈐ 설명과 맞지 않습니다.

• ②　텅스텐 아크용접　냉간용접　레이저빔용접

  오답입니다 냉간용접은 열을 쓰지 않으므로 회전 마찰열을 쓰는 ㈏와 다릅니다.

• ③　피복금속 아크용접　마찰용접　레이저빔용접

  정답입니다 피복봉을 녹여 붙이고, 회전 마찰열로 접합하며, 레이저는 진공이 불필요합니다.

• ④　피복금속 아크용접　냉간용접　전자빔용접

  오답입니다 ㈏의 냉간용접과 ㈐의 전자빔용접이 모두 설명과 어긋납니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ ㈎ 피복금속 아크용접, ㈏ 마찰용접, ㈐ 레이저빔용접

㈎처럼 전극 자체가 녹아 용가재가 되는 피복용접봉을 쓰는 것은 피복금속 아크용접(SMAW)이며, 텅스텐 아크용접은 전극이 녹지 않는 비소모식이라 해당하지 않습니다. ㈏는 접촉면을 회전시켜 생긴 마찰열로 접합하는 마찰용접이고, ㈐의 고출력 단일파장 빔은 레이저로, 전자빔과 달리 진공실이 필요 없습니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 용접 # 피복아크용접 # 마찰용접 # 레이저빔용접

Q19

문항 목록

잘 보온된 노즐에서 공기가 0.5MPa에서 0.15MPa로 팽창한다. 노즐 입구에서의 공기 속도는 50m/s, 온도는 150℃이며, 출구에서의 온도는 50℃이다. 이때, 노즐 출구에서의 공기 속도[m/s]는? (단, 공기는 이상기체이며, 공기의 정압비열 $C_p$ =1.0kJ/(kg·K)이다.)

• ① 150

  오답입니다 온도차를 100 K가 아니라 10 K로 잘못 잡으면 √(2×10,000 + 50²) = 150 m/s가 됩니다.

• ② 250

  오답입니다 온도차를 100 K가 아니라 30 K로 잘못 잡으면 √(2×30,000 + 50²) = 250 m/s가 됩니다.

• ③ 350

  오답입니다 온도차를 100 K가 아니라 60 K로 잘못 잡으면 √(2×60,000 + 50²) = 350 m/s가 됩니다.

• ④ 450

  정답입니다 v₂ = √(2×100,000 + 50²) = √202,500 = 450 m/s입니다.

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정답 ④ 450

단열 노즐이므로 정상유동 에너지식에서 열과 일이 0이 되어 h₁ + v₁²/2 = h₂ + v₂²/2입니다. 이상기체이므로 엔탈피 강하는 Cp(T₁−T₂) = 1.0 × (150−50) = 100 kJ/kg = 100,000 J/kg입니다. 따라서 v₂² = 2 × 100,000 + 50² = 202,500이므로 v₂ = 450 m/s입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 열역학 # 노즐 # 정상유동에너지식 # 정압비열 # 엔탈피

Q20

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강재의 용접에서 저온 균열을 방지하는 방법으로 가장 옳지 않은 것은?

• ① 탄소 함량이 낮아 용접 열영향부가 쉽게 경화되지 않는 강재를 선택한다.

  오답입니다 탄소당량이 낮으면 열영향부가 마르텐사이트로 잘 굳지 않아 유리합니다.

• ② 열영향부의 냉각 속도를 빠르게 하기 위해 입열량이 작은 용접 조건을 선택한다.

  정답입니다 빠른 냉각은 경화조직을 만들어 저온 균열을 오히려 촉진합니다.

• ③ 저수소계 용접봉을 사용하고, 사용 전 적절히 건조하여 흡습을 방지한다.

  오답입니다 저수소계 용접봉과 건조는 확산성 수소를 줄이는 기본 대책입니다.

• ④ 냉각시 수축으로 인해 발생하는 응력을 최소화시킬 수 있도록 용접 공정변수와 순서를 변경한다.

  오답입니다 구속응력을 낮추는 것은 저온 균열 3요소 중 응력을 줄이는 방법입니다.

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정답 ② 열영향부의 냉각 속도를 빠르게 하기 위해 입열량이 작은 용접 조건을 선택한다.

저온 균열(수소 균열)은 확산성 수소, 경화된 열영향부 조직, 구속응력의 세 가지가 겹칠 때 생깁니다. 따라서 저수소계 용접봉 건조로 수소를 줄이고, 예열·후열과 충분한 입열로 냉각속도를 늦춰 경화조직을 막고, 용접 순서를 조정해 구속응력을 낮추는 것이 대책입니다. 냉각속도를 빠르게 하면 마르텐사이트가 생겨 오히려 균열이 조장되므로 ②가 옳지 않습니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계공작법 # 용접결함 # 저온균열 # 수소균열 # 예열 # 열영향부

Q01Q02Q03Q04Q05Q06Q07Q08Q09Q10Q11Q12Q13Q14Q15Q16Q17Q18Q19Q20

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