재료의 가공과 접합
주조 결함과 정밀 주조, 압연·압출·딥 드로잉의 변형률과 힘 계산, 스프링백, 용접의 탄소 당량과 입열, 저온 균열과 예민화, 고상 접합, 분말 야금의 소결과 HIP를 3지선다 문제로 학습합니다.
—나의 정답률
0 / 15푼 문제
재료의 가공과 접합 핵심 정리
금속 부품은 녹여서 주형에 부어 넣는 주조, 고체 상태로 변형시키는 소성 가공, 부재를 잇는 용접·접합, 분말을 압축 성형하여 소결하는 분말 야금 등의 방법으로 만들어집니다. 주조에서는 응고 수축에 의한 수축공이나 가스 기공을 막기 위해 압탕과 응고 순서를 설계합니다. 압연, 단조, 압출, 딥 드로잉 등의 소성 가공에서는 체적 일정 관계와 진변형률을 이용해 치수와 가공에 필요한 힘을 추정하며, 열간 가공에서는 주조 조직을 파괴하여 조직을 미세하게 할 수 있습니다.
용접에서는 용융부 주위에 열영향부가 생기며, 강에서는 급랭에 의한 경화와 수소에 의한 저온 균열, 스테인리스강에서는 탄화물 석출에 의한 예민화가 문제가 됩니다. 탄소 당량, 입열, 예열로 냉각을 관리하며, 재료를 녹이지 않는 마찰 교반 접합도 사용됩니다. 분말 야금에서는 압분체를 융점보다 낮은 온도에서 소결하며, 치수 수축을 고려하여 금형을 설계합니다. 고융점 재료나 초경합금에 꼭 필요한 방법이며, 남은 기공은 열간 등압 성형(HIP)으로 없앨 수 있습니다.
재료의 가공과 접합 문제 목록(15문제)
- 주물의 내부, 특히 마지막에 응고하는 두꺼운 부분의 중심에 생기기 쉬운 공동인 '수축공'의 주된 원인은 무엇인가?
- 왁스로 제품과 같은 형상의 모형을 만들고 그 주위를 내화물 슬러리로 여러 층 덮어 굳힌 뒤, 가열하여 왁스를 녹여 내고, 생긴 주형에 용탕을 붓는 주조법은 무엇인가?
- 두께 20 mm인 판을, 폭이 변하지 않는다고 하고 몇 차례의 냉간 압연으로 두께 5.0 mm로 만들었다. 두께 방향 진변형률의 크기 ln(h₀/h)에 가장 가까운 것은 무엇인가?
- 같은 형상의 탄소강 부품을 주조로 만든 경우와 열간 단조로 만든 경우를 비교하면, 일반적으로 단조품 쪽이 인성이나 피로 강도가 우수하다. 그 이유로 옳은 것은 무엇인가?
- 지름 100 mm인 알루미늄 합금 빌릿을 열간 압출하여 지름 25 mm인 환봉으로 만든다. 압출비 R = A₀/A(단면적의 비)를 쓰고, 마찰이나 잉여 변형을 무시한 이상적인 압출 압력을 p = Y ln R, 변형 저항을 Y = 50 MPa라고 하면, p에 가장 가까운 것은 무엇인가?
- 두께 변화와 바닥 모서리의 둥글기를 무시하고, 지름 50 mm, 높이 40 mm인 바닥이 있는 원통 용기를 원판으로부터 1회의 딥 드로잉으로 만든다. 표면적이 변하지 않는다고 할 때, 블랭크(원판)의 지름에 가장 가까운 것은 무엇인가?
- 판을 굽힘 가공하여 금형에서 빼냈을 때, 탄성 복원으로 굽힘 각도가 되돌아가는 스프링백이 커지기 쉬운 것은 무엇인가? 판 두께와 굽힘 반지름은 같다고 한다.
- 강의 용접성의 지표가 되는 탄소 당량을 Ceq = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 (질량%)로 구한다. C 0.20%, Mn 1.20%, Cr 0.30%, Mo 0.10%, V 0%, Ni 0.30%, Cu 0.15%인 강의 Ceq에 가장 가까운 것은 무엇인가?
- 아크 용접을 전압 25 V, 전류 200 A, 용접 속도 300 mm/min으로 한다. 아크의 열효율을 0.80이라고 하면, 용접선 1 mm당 입열 Q = ηVI/v에 가장 가까운 것은 무엇인가?
- 고장력강의 용접에서 용접 후 몇 분~며칠 사이에 열영향부 등에 생기는 저온 균열(수소 균열)을 막기 위해 예열을 한다. 예열의 효과로 옳은 것은 무엇인가?
- SUS304 등의 오스테나이트계 스테인리스강을 용접하면, 용접선에서 조금 떨어진 열영향부에서 입계 부식이 일어나는 경우가 있다(웰드 디케이). 그 원인과 대책의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?
- 마찰 교반 접합(FSW)의 특징으로 옳은 것은 무엇인가?
- 상대 밀도 70%인 압분체를 소결하여 상대 밀도 95%로 만들었다. 수축이 등방적이고 질량은 변하지 않는다고 하면, 소결에 의한 선수축률(길이의 감소율)에 가장 가까운 것은 무엇인가?
- WC-Co 초경합금을 만들 때 WC 분말에 Co 분말을 섞어 성형하고 소결한다. 이때 소결의 특징으로 옳은 것은 무엇인가?
- 분말 야금 부품이나 주물의 내부에 남은 닫힌 기공을 없애기 위해 열간 등압 성형(HIP)을 한다. 그 방법으로 옳은 것은 무엇인가?