개념 한 쪽
금속공사에서 쓰이는 재료는 용도와 환경에 따라 선택 기준이 명확하다. 콘크리트 보강용 격자, 동과 그 합금의 내식성 차이, 가공 후 열처리에 따른 부식 저항성, 그리고 특수 환경을 위한 비자성강 등이 대표적이다. 또한, 용접 결함의 명확한 정의를 알고 구분하는 능력이 실무와 시험에서 요구된다.
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출제기준 단원 「금속공사 재료」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 콘크리트 보강재 식별 | 1 | 균열 방지용 금속제품의 형태와 용도를 가리기 |
| 비철금속 성질 판정 | 1 | 동과 합금의 내식성 및 취약 환경을 구분하기 |
| 부식 대책·열처리 목적 | 1 | 변형 후 불림과 부식 방지의 관련성을 설명하기 |
와이어메시는 연강 철선을 전기 용접하거나 직교로 엮어 만든 격자망으로, 콘크리트 타설 시 내부에 넣어 균열의 확산을 방지하고 교차부를 보강하는 역할을 한다. 와이어로프처럼 로프 형태가 아니며, 코너비드나 메탈폼과는 기능적으로 구별된다.
동과 그 합금은 물리·화학적 성질이 다르므로 용도에 맞게 선택해야 한다. 황동(동-아연 합금)은 장식용 철물 등에 널리 쓰이나 암모니아나 알칼리 환경에 약하여 응력 부식 균열이 잘 발생한다. 청동(동-주석 합금)은 상대적으로 내식성이 좋고 주조성이 양호하므로 다른 용도에 적합하다.
가공으로 인해 내부에 잔류응력이 남은 금속은 부식에 취약해진다. 따라서 큰 변형을 준 금속 부품은 사용 전에 불림(annealing)이라는 열처리로 응력을 제거하여 부식 민감도를 낮추는 것이 필요하다. 불림은 경도를 낮추고 연성을 높이는 공정으로, 경도 증가를 목적하는 공정과 혼동하면 안 된다.
특수 환경에서는 재료의 자기적 성질이나 내식성 등 추가 요구조건을 고려한다. 강한 자기장이 만들어질 우려가 있는 구조물에는 자성이 없는 구조용 비자성강을 선택하여 자화로 인한 문제를 방지한다.
용접에서는 결함의 형태와 원인을 정확히 구분해야 한다. 예컨대 피트(pit)는 용접 금속 내부의 미세 기공 또는 균열로, 수소 영향으로 발생하는 미세한 구멍형 결함을 의미한다. 결함의 외형과 발생 메커니즘을 바탕으로 오답 선지를 소거해야 한다.
문제 유형은 기능·성질 구분, 환경별 재료 선택, 열처리 목적, 용접 결함 정의를 묻는 패턴이 자주 출제된다. 예를 들어 콘크리트 균열 방지용 금속 제품을 묻는 경우 '격자망'이라는 키워드로 와이어메시를 선택한다. 황동의 내식성을 묻는 문제는 '황동은 암모니아에 약함'을 떠올려 오답을 제거한다. 변형 후 처리 관련 문항은 '변형→불림(응력제거)'의 원리를 적용하여 정답을 고른다.
연강 철선을 전기 용접하여 정방형 또는 장방형으로 만들어 블록을 쌓을 때나 보호 콘크리트를 타설할 때 사용하여 균열을 방지하고 교차 부분을 보강하기 위해 사용하는 금속제품은?
정답 ③ · 문항은 콘크리트 블록 쌓기나 보호 콘크리트 타설 시 균열 방지와 교차 보강을 위해 쓰이는 금속 격자제품을 묻고 있다. 연강 철선을 직교로 엮어 만든 격자망은 와이어메시로, 콘크리트의 인장보강 및 균열 제어에 사용된다.
콘크리트 균열 방지 및 보강용 금속 격자망은 와이어메시이며, 철선을 직교로 엮어 제작된다.
다음 중 동과 그 합금에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 문항은 동과 그 합금에 관한 설명 중 옳지 않은 것을 찾으라고 요구한다. 황동(동-아연 합금)은 장식용 등에 널리 쓰이나 암모니아나 알칼리 환경에서는 부식되기 쉬워 ‘침식되지 않는다’는 설명은 잘못되었다.
황동은 산, 알칼리, 암모니아에 의해 부식되므로 내식성이 뛰어나다는 3번 설명은 오답이다.
금속부식에 대한 대책으로 틀린 것은?
정답 ③ · 문항은 금속부식 대책으로 틀린 항목을 찾으라고 요구한다. 변형을 준 금속은 잔류응력 때문에 부식에 더 취약하므로 가능한 불림(열처리)으로 응력을 제거하는 것이 권장되며, 변형을 준 것을 그대로 사용하는 것이 바람직하다는 주장은 잘못이다.
변형을 준 금속은 잔류응력으로 부식 취약해지므로 불림 처리가 필수적이다.
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