다음 재료중에서 가스절단이 가장 곤란한 것은?
- 연강
- 주철
- 알루미늄
- 고속도강
정답과 해설 보기
정답 ③ · 가스 절단은 금속이 산소와 반응하여 연소하고 생성된 산화물이 용융되어 제거되는 원리이다. 따라서 산화물의 녹는점이 재료의 녹는점보다 낮아야 한다.
가스 절단은 금속의 산소 연소 반응을 이용하므로, 산화물 녹는점이 모재 녹는점보다 낮아야 하며 알루미늄은 알루미나 녹는점이 높아 절단이 불가능하다.
개념 한 쪽
건설기계설비기사 비철강 재료의 종류, 용도 및특성 — 알루미늄·비철금속 특성 및 가공
비철강 재료는 철강과 다른 화학적·물리적 거동을 보여 용도와 가공법이 달라진다는 점을 이해한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「비철강 재료의 종류, 용도 및특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 가스절단 가능성 판단 | 1 | 산화물·모재 녹는점 비교로 가스 절단 곤란 재료를 가리기 |
| 셸 몰드법 특성 판별 | 1 | 셸 몰드법의 적용 범위와 고온 적합성 여부를 구별하기 |
| 표면처리 목적 구분 | 1 | 표면 확산 처리의 주된 개선 물성(내식성 등)을 선택하기 |
뜻
비철금속은 철을 주성분으로 하지 않는 금속류로서 철강과는 다른 산화물 형성 및 열적 거동을 보인다는 점을 유의한다. 특히 알루미늄은 경량성, 우수한 내식성, 높은 열·전기 전도성을 특징으로 다양한 기계설비 부품에 쓰인다는 점을 기억한다.
가스 절단 원리는 금속 표면의 산소 연소 반응과 생성 산화물의 용융 제거에 의존한다는 점을 이해한다. 따라서 생성되는 산화물의 녹는점이 모재의 녹는점보다 낮아야 절단이 용이하다는 조건을 적용한다. 알루미늄은 형성되는 알루미나의 녹는점이 모재 녹는점보다 높아 가스 절단이 곤란하다는 사실을 사례로 삼는다.
비철금속 관련 공정과 표면 처리의 목적을 구별한다. 예를 들어 크로마이징은 고온에서 크롬을 확산시켜 표면의 내식성을 높이는 표면 처리 공정이라는 점을 분명히 한다. 또한 각 주조·가공법의 적용 한계를 파악하여 적합한 재료 대비 공정을 선택한다는 원리를 적용한다.
주조나 압출, 표면처리 등 공정별 특징을 재료와 연계하여 기억한다. 셸 몰드법은 얇은 수지 결합 셸을 이용한 정밀 주조로서 저용융점 합금에 적합하다는 점을 구별하고, 공정별 마찰·잔재·동력 요구 특성은 압출 방식 구분으로 파악한다.
예제
셸 몰드법 문제는 셸 몰드의 내열성 한계를 근거로 정답을 찾는다. 셸 몰드는 얇은 수지 함유 셸로 정밀 주조 효율이 높지만 고온 강재 주조에는 부적합하다는 설명을 근거로 고온 적합 선지를 오답 처리한다는 절차를 따른다.
가스 절단 가능 여부 판단은 산화물 녹는점과 모재 녹는점의 비교를 통해 수행한다. 예컨대 알루미늄은 알루미나의 녹는점이 모재 녹는점보다 높아 생성 산화물이 용융되지 않으므로 가스 절단이 곤란하다는 판단을 내린다.
표면 경화 및 표면 처리 구분 문제는 목적 물성을 기준으로 해석한다. 크로마이징은 크롬 확산으로 내식성 향상을 주목적으로 하므로 내식성 관련 선지를 정답으로 선택하는 방식으로 풀이한다.
대표 기출 3문항
인베스트먼트 주조법과 비교한 셸 몰드법(shell molding process)에 대한 설명으로 틀린 것은?
- 셸 몰드법은 얇은 셸을 사용하므로 조형재가 소량으로 사용된다.
- 주물 온도가 높은 강이나 스텔라이트의 주조에 적합하다.
- 조형 제작방법이 간단해서 고가의 기계설비가 필요없고 생산성이 높다.
- 이 조형법을 발명한 사람의 이름을 따서 크로닝법(Croning process)이라고도 한다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 인베스트먼트 주조법과 비교한 셸 몰드법의 특징 중 틀린 설명을 찾는 문제이다. 셸 몰드법은 금속형에 레진 피복사를 붙여 얇은 셸 조형을 만드는 방법으로 조형재가 적게 들고, 조형이 간단하며, 발명자 이름을 따 크로닝법이라고도 한다.
금속면에 크롬을 고온에서 확산 침투시키는 것을 크로마이징(cromizing)이라 한다. 이는 주로 어떤 성질을 향상시키기 위함인가?
- 인성
- 내식성
- 전연성
- 내충격성
정답과 해설 보기
정답 ② · 크로마이징 표면처리의 목적을 묻는 문제이다. 크로마이징은 금속 표면에 크롬을 고온에서 확산 침투시키는 표면 경화 처리로, 크롬의 부식 저항 성질을 이용해 표면의 내식성을 크게 향상시키는 것이 주된 목적이다.
크로마이징은 금속 표면에 크롬을 고온에서 확산 침투시켜 내식성을 향상시키는 표면 처리 공정이다.
자주 묻는 물음
- 셸 몰드법의 적용 한계와 특징을 묻는다
- 셸 몰드법은 수지 혼입 모래로 얇은 셸을 만들어 정밀 주조를 가능하게 하며 조형재 소모가 적고 생산성이 높지만 내열성이 제한되어 고온 강재 주조에는 부적합하다는 점을 근거로 설명한다
- 가스 절단의 가능 여부 판단 기준을 묻는다
- 가스 절단은 모재가 산소와 반응하여 생성된 산화물이 녹아 제거되어야 하므로 생성 산화물의 녹는점이 모재 녹는점보다 낮아야 하고, 알루미늄처럼 알루미나의 녹는점이 높으면 절단이 곤란하다는 점으로 판단한다
- 크로마이징의 주된 목적이 무엇인지를 묻는다
- 크로마이징은 금속 표면에 크롬을 고온에서 확산 침투시켜 표면의 화학적 저항성을 높여 내식성을 향상시키는 표면 처리 공정이라는 점을 근거로 설명한다
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