해설 보기
정답탄소함유량이 많을수록 연성·용접성·인성이 좋아지고 강도·경도·내마모성이 감소한다는 설명은 성질 변화 방향이 완전히 반대이므로 옳지 않습니다.
핵심 개념
탄소강의 분류와 탄소함유량에 따른 성질 변화, 그리고 합금강
탄소강은 철에 탄소가 주된 합금원소로 들어간 강으로, 탄소함유량에 따라 저탄소강(약 0.3% 이하), 중탄소강(약 0.3~0.6%), 고탄소강(약 0.6% 이상)으로 분류합니다. 이 문항의 핵심 원리는 탄소량이 늘어나면 경한 시멘타이트(Fe3C)가 많아져 강도·경도·내마모성은 올라가는 대신, 연성·인성·용접성은 떨어진다는 점입니다. 즉 두 성질군은 서로 반대 방향으로 움직입니다. 합금강은 Cr·Ni·Mo·V 등 합금원소를 상당량 넣어 강도·경화능·내식성을 개선한 강이며, 용도에 따라 구조용 합금강과 공구강 등으로 나뉩니다.
선지별 해설
①탄소강을 탄소함유량 기준으로 저탄소강·중탄소강·고탄소강으로 나누는 것은 가장 기본적인 분류 방식이므로 옳은 설명입니다.
②탄소량이 많아지면 시멘타이트 증가로 강도·경도·내마모성이 커지고, 반대로 연성·인성·용접성은 나빠집니다. 이 선지는 두 방향을 서로 뒤바꿔 서술했으므로 틀렸고, 따라서 정답이 됩니다.
③합금원소를 상당량 포함한 강을 합금강이라 하며, 구조용 합금강(저합금 고장력강 등)은 높은 강도 덕분에 건축 구조물과 수송기기에 널리 쓰이므로 옳은 설명입니다.
④공구강은 절삭·성형 공구용으로 상온과 고온 모두에서 높은 강도와 경도, 충격인성, 내마모성을 갖도록 설계된 합금강이므로 옳은 설명입니다.
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정답일정한 정하중 아래에서 시간에 따라 변형이 계속 진행되는 현상은 크리프(creep)입니다.
핵심 개념
크리프(creep) — 정하중 하에서 시간에 따라 변형이 진행되는 현상
크리프는 재료에 일정한 정하중(또는 일정한 응력)이 걸린 상태를 오래 유지하면, 추가 하중이 없어도 시간이 지남에 따라 변형이 계속 증가하는 현상입니다. 특히 고온에서 두드러져 터빈 블레이드나 보일러 배관처럼 고온·정하중 환경 부품의 수명 설계에서 반드시 고려합니다. 혼동하기 쉬운 개념들과 구분해 두면 좋습니다. 응력이완은 변형량을 일정하게 붙잡아 둔 상태에서 응력이 시간에 따라 줄어드는 현상이고, 바우싱거 효과는 하중 방향을 반대로 바꾸면 항복강도가 낮아지는 현상이며, 피로파괴는 반복(변동) 하중에 의해 파괴가 일어나는 현상입니다.