개념 한 쪽
차체 부품에 쓰이는 재료는 금속과 비금속으로 나뉘며 각 재료의 물성에 따라 용도와 가공 방법이 달라진다. 시험에서는 금속의 기계적·물리적 성질 구분, 합금별 특성, 판금 가공에 유리한 성질, 냉간 가공 시 조직 변화, 알루미늄과 그 합금의 특징 등을 묻는다.
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출제기준 단원 「차체 부위별 재료」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 판금 가공 재료 조건 판단 | 1 | 판금 가공에 적합한 물성의 여부를 가리기 |
| 냉간 가공 조직 변화 판별 | 1 | 냉간 가공 후 결정립의 조직 변화를 고르기 |
| 알루미늄 특성 판정 | 1 | 알루미늄의 물성 비교에서 틀린 설명을 찾기 |
금속 재료의 성질은 기계적 성질과 물리적 성질로 나뉜다. 기계적 성질은 외부 힘과 관련된 성질로 인성이 대표적이며, 물리적 성질은 비중·비열·열전도 등 상태나 전달과 관련된 성질이라고 설명한다.
금속이 외력을 받을 때 영구적으로 퍼지거나 늘어나는 성질은 전성·연성 계열로 설명한다. 특히 '퍼지는' 성질을 전성으로 보고, 맥락상 퍼짐을 묻는 문항에서는 전성을 선택해야 한다고 제시한다.
판금 가공용 재료는 소성 변형이 용이하고 전연성·연성이 풍부하며 항복점이 낮은 것이 유리하다고 정의한다. 반대로 탄성이 풍부하면 변형 후 원래대로 복원되는 스프링백 현상이 발생하므로 판금 가공 재료의 구비조건이 되지 않는다.
냉간 가공을 하면 결정립이 가공 방향을 따라 길게 늘어나 섬유 조직을 형성한다고 설명한다. 이로 인해 가공 방향에 따른 이방성이 발생하며 가공 경화와 연결된 조직 변화를 이해해야 한다.
알루미늄은 철보다 가볍고(약 1/3), 열전도율과 전기전도도가 높은 편이며 용융점은 철보다 낮다는 특성을 가진다. 알루미늄에 구리·마그네슘·망간 등을 합금한 두랄루민은 비중에 비해 강도가 커 항공기·자동차 구조재로 활용된다고 정리한다.
합금의 대표적 사례로 철에 크롬을 12% 이상 합금하면 표면에 부동태 피막이 생성되어 부식에 강한 스테인리스강이 된다는 특성을 제시한다. 열처리 과정 중 뜨임(템퍼링)은 잔류응력 제거와 인성 향상 등을 목적으로 하며 담금질 후 취성 제거에 쓰인다고 설명한다.
판금 가공 관련 지문에서 '탄성이 풍부한 재료가 구비조건이다'라고 하면 오답으로 판단해야 한다. 냉간 가공 관련 문항에서 조직 변화를 묻는다면 '섬유 조직 형성'을 정답 후보로 검토해야 한다. 알루미늄 특성 문제에서는 '가볍고 용융점이 낮다'는 핵심을 기준으로 선지들을 평가해야 한다.
판금가공용 재료의 구비조건이 될수 없는 것은?
정답 ② · 판금 가공용 재료는 가공 시 가해지는 외부의 힘에 의해 파괴되지 않고 소성 변형을 일으켜 원하는 형태로 쉽게 변형되어야 하므로, 소성과 전연성이 풍부하고 항복점이 낮아야 합니다. 반면에 탄성이 풍부한 재료는 외부 하중을 제거했을 때 원래의 형태로 되돌아가려는 성질(스프링백 현상)이 강하여 판금 성형 작업을 어렵게 만듭니다.
판금 가공 재료는 변형 후 원래대로 돌아가려는 탄성이 적어야 하므로 탄성이 풍부한 것은 구비 조건이 아니다.
금속 판재를 냉간 가공하면 결정입자는 어떤 조직으로 되는가?
정답 ② · 문항은 금속 판재를 냉간 가공했을 때 결정립 조직이 어떻게 변하는지를 묻고 있다. 냉간 가공은 결정립을 가공 방향으로 늘려서 길게 변형시키므로 섬유 조직이 형성된다.
금속 판재를 냉간 가공하면 결정립이 변형 방향을 따라 길게 늘어나 섬유 조직을 형성합니다.
알루미늄의 특성으로 틀린 것은?
정답 ① · 문항은 알루미늄의 물성에 대해 옳지 않은 설명을 찾는 문제이다. 알루미늄은 철보다 용융점이 현저히 낮아(약 660℃) 용융점이 더 높다는 서술은 틀리다.
알루미늄은 철보다 용융점이 낮고(약 660℃), 무게는 약 1/3이며 열전도율과 전기전도도도 철보다 높은 편이다.
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