단위포(단위격자)의 한 모서리의 길이를 무엇이라 하는가?
- 격자상수
- 배위수
- 다결정립
- 밀러상수
정답과 해설 보기
정답 ① · 결정격자를 구성하는 기본 단위인 단위포(Unit Cell)에서, 그 한 모서리의 길이를 격자상수(Lattice Constant)라고 합니다. 단위포의 크기와 형태를 결정하는 중요한 요소입니다.
단위포 한 모서리 길이는 격자상수이며, 결정 구조의 크기를 결정하는 기본 척도이다.
개념 한 쪽
압연기능사 금속재료의 일반적 성질 — 소성변형·응고·시험·기본지표
금속재료의 성질은 소성변형 기구, 응고 과정, 가공 분류 기준, 조직 및 결함과 시험 방법으로 정리한다. 시험과 표시법은 실물 평가와 규격 해석에 직결되므로 기본 용어를 정확히 이해해야 한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「금속재료의 일반적 성질」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 결정학 용어 정의 | 1 | 단위포와 관련된 용어(격자상수 등)를 묻기 |
| 항복표시 대체 개념 | 1 | 항복점이 뚜렷하지 않은 경우 사용하는 내력을 묻기 |
| 조직 관찰법 분류 | 1 | 매크로 시험의 관찰 배율과 적용 대상을 묻기 |
뜻
소성변형의 주된 기구 중 하나는 슬립이다. 슬립은 원자들이 빽빽하게 배열된 면에서 전위가 이동하며 일어나는 미끄러짐 현상으로 설명한다. 쌍정은 원자면의 거울상 배열 변화, 전위는 슬립을 매개하는 결함, 편석은 조성의 불균일로 구분한다.
응고 과정에서는 과냉이란 평형 응고점보다 낮은 온도에서 응고가 시작되는 현상으로 설명한다. 과냉의 정도는 냉각 속도와 관련되며, 냉각 속도가 빠를수록 과냉이 커져 생성되는 결정립이 미세해지는 경향을 보인다고 정리한다. 결정립 미세화는 기계적 성질 변화와 연관되므로 냉각 속도와 미세구조의 관계를 연결하여 이해해야 한다.
금속 가공은 재결정 온도를 기준으로 냉간가공과 열간가공으로 나눈다. 재결정 온도 이상에서 가공하면 가공 중 재결정이 일어나 가공경화가 발생하지 않으므로 열간가공으로 분류한다. 재결정 온도 이하에서 가공하면 재결정이 일어나지 않고 가공경화가 누적되므로 냉간가공으로 분류한다.
재료의 강도 표시에서는 항복점이 뚜렷하지 않은 재료에 대해 내력(Proof Strength)을 사용한다. 내력은 보통 소정의 영구 변형(예: 0.2%)이 발생할 때의 응력으로 정의하여 항복점을 대신하는 표시로 사용한다. 항복점·비례한도·탄성한도·인장강도는 각각 다른 물리적 의미를 가지므로 구분한다.
결정학적 기본 용어로 단위포(Unit Cell)의 한 모서리 길이는 격자상수라 한다. 매크로 시험은 육안 또는 10배 이내 확대경으로 관찰하는 저배율 관찰법으로 편석, 기공 등 큰 조직을 검사하는 데 사용한다. 비금속 개재물은 일반적으로 강재의 인성 저하와 취성 증가, 가공 중 균열 유발 등 부정적 영향을 끼친다.
예제
슬립 관련 문제를 만났을 때는 '밀집면에서 전위 이동'이라는 연결 고리를 떠올려 슬립을 정답으로 선택한다. 응고와 과냉 관련 문제는 '빠른 냉각 → 큰 과냉 → 미세 결정립'의 인과 관계로 접근한다. 냉간·열간 가공 구분 문제는 재결정 온도를 경계로 삼아 재결정 발생 여부와 가공경화 여부를 대조하면 답을 찾기 쉽다고 말한다. 항복점이 불명확한 재료 문제에서는 내력 개념(영구 변형 비율에 대응하는 응력)을 떠올려 해결한다.
대표 기출 3문항
항복점이 일어나지 않는 재료는 항복점 대신 무엇을 사용하는가?
- 내력
- 비례한도
- 탄성한도
- 인장강도
정답과 해설 보기
정답 ① · 항복점이 뚜렷하지 않은 재료(예: 비철금속, 경화강 등)의 경우 영구 변형이 시작되는 지점을 항복점 대신 내력(Proof Strength,通常是 0.2% offset)으로 정의하여 사용합니다. 따라서 정답은 내력입니다.
항복점이 뚜렷하지 않은 재료는 영구 변형이 시작되는 지점을 항복점 대신 내력(Proof Strength)으로 정의하여 사용한다.
다음 중 10배 이내의 확대경을 사용하거나 육안으로 직접 관찰하여 금속조직을 시험하는 것은?
- 라우에 법
- 에릭션 시험
- 매크로 시험
- 전자 현미경 시험
정답과 해설 보기
정답 ③ · 매크로 시험(Macro test)은 금속의 결정 입자 이상의 큰 조직, 예를 들어 편석, 기공, 균열, 주조 조직 등을 육안 또는 10배 이내의 저배율 확대경을 사용하여 관찰하는 시험 방법입니다. 미시적 조직을 보는 마이크로 시험과 대비됩니다.
매크로 시험은 10배 이하 확대경이나 육안으로 금속의 큰 조직을 관찰하는 시험법이다.
자주 묻는 물음
- 슬립이 무엇을 의미하나?
- 슬립은 원자들이 밀집한 면에서 전위가 이동하며 일어나는 미끄러짐 현상으로 소성변형의 주요 기구라 한다.
- 과냉과 냉각 속도의 관계는 무엇인가?
- 과냉은 냉각 속도가 빠를수록 커지며 그 결과 생성되는 결정립이 미세화되는 경향을 보인다고 정리한다.
- 냉간가공과 열간가공을 구별하는 기준은 무엇인가?
- 재결정 온도를 기준으로, 재결정 온도 이상에서는 열간가공(가공경화 없음), 이하에서는 냉간가공(가공경화 누적)으로 구분한다.
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