해설 보기
정답탄소강은 탄소 함량이 높아질수록 경도·강도는 커지지만 연성은 오히려 감소하므로 틀린 설명입니다.
핵심 개념
금속재료의 연성과 취성 — 온도와 탄소 함량의 영향
연성(ductility)은 재료가 끊어지지 않고 늘어나는 성질이고, 취성(brittleness)은 소성변형을 거의 하지 않고 깨지는 성질로 서로 반대 방향의 개념입니다. 온도가 올라가면 원자의 열진동과 전위(dislocation) 이동이 활발해져 연성이 커지고, 반대로 온도가 내려가면 전위 이동이 억제되어 취성이 커집니다(저온취성, 천이온도 개념). 한편 탄소강에서는 탄소 함량이 늘어날수록 단단한 시멘타이트(Fe3C)와 펄라이트 조직이 많아져 경도와 인장강도는 올라가지만 연성과 인성은 떨어집니다. 이 문항은 '옳지 않은 것'을 고르는 유형이므로 정답 선지가 곧 틀린 설명이 됩니다.
선지별 해설
①온도가 상승하면 원자 확산과 전위 이동이 쉬워져 소성변형 능력이 좋아집니다. 그래서 열간가공을 하면 상온보다 훨씬 큰 변형을 줄 수 있듯이, 온도가 올라가면 연성은 증가합니다.
②저온에서는 전위 이동이 어려워져 소성변형 없이 파단하는 경향이 커집니다. 특히 체심입방(BCC) 구조인 연강은 천이온도 이하에서 급격히 취성이 커지는 저온취성을 보입니다.
③소성가공은 재료를 소성변형시켜 형상을 만드는 공정이므로 변형 능력이 필요합니다. 취성이 큰 재료는 변형 도중 균열이 생기며 그대로 파단하기 쉬워 소성가공에 적합하지 않습니다.
④탄소 함량이 늘면 경질의 시멘타이트가 많아져 경도와 인장강도는 커지지만 연신율·단면수축률로 표현되는 연성과 인성은 감소합니다. 즉 연성이 '증가한다'가 아니라 '감소한다'가 옳으므로 이 선지가 정답입니다.
해설 보기
정답체인 전동은 고속회전에 부적합하고 진동·소음이 오히려 크므로 틀린 설명입니다.
핵심 개념
간접전동장치 — 벨트·체인 전동의 특징 비교
동력전달은 기어나 마찰차처럼 두 요소가 직접 닿는 직접전동과, 벨트·체인·로프처럼 중간 매개체를 거치는 간접전동으로 나뉩니다. 간접전동은 두 축 사이 거리가 멀 때 유리합니다. 평벨트·V벨트는 마찰로 힘을 전달하므로 미끄럼과 크리핑이 생겨 속도비가 정확하지 않은 대신 충격 흡수성이 좋고 소음이 적어 고속에 유리합니다. 반면 체인은 스프로킷 이와 맞물려 미끄럼 없이 정확한 속도비를 주고 큰 동력을 전달하지만, 다각형 운동(폴리곤 작용) 때문에 속도 변동·진동·소음이 커서 고속회전에는 부적합합니다. 타이밍 벨트는 벨트에 이가 있어 미끄럼 없이 정확한 회전비를 얻는 절충형입니다.