해설 보기
정답숏피닝(shot peening) — 입자를 분사해 표면층에 압축잔류응력을 남기는 가공법입니다.
핵심 개념
숏피닝(shot peening) — 압축잔류응력을 남기는 표면 가공
표면처리·표면가공법을 서로 구분하는 문항입니다. 숏피닝은 주철·강구·세라믹 등의 작은 입자(숏)를 고속으로 금속 표면에 분사해 표면층을 소성변형시키는 가공법입니다. 이때 표면층이 늘어나려 하지만 내부 소재가 이를 구속하기 때문에 표면에 압축잔류응력이 남고, 그 결과 피로균열의 발생·성장이 억제되어 피로수명이 크게 향상됩니다. 스프링, 기어, 축 등 반복하중을 받는 부품에 널리 쓰입니다. 반면 클래딩·스퍼터링·진공증착은 모두 표면에 다른 물질의 층을 '덮어씌우는' 피복(코팅) 계열이라는 점에서 성격이 완전히 다릅니다.
선지별 해설
①클래딩은 모재 표면에 내식성·내마모성이 우수한 다른 금속을 압연·용접 등으로 접합해 덮는 피복법입니다. 층을 덧붙이는 방법이므로 입자 분사로 압축잔류응력을 만드는 가공과는 다릅니다.
②스퍼터링은 진공 중에서 이온을 타깃에 충돌시켜 튀어나온 원자를 기판에 증착하는 물리증착(PVD)의 일종입니다. 박막을 입히는 코팅 기술이지 표면을 두드려 소성변형시키는 가공이 아닙니다.
③숏피닝은 주철·강구·세라믹 입자를 고속 분사해 표면을 반복 타격함으로써 표면층을 소성변형시키고 압축잔류응력을 부여합니다. 발문의 설명과 정확히 일치하며 피로수명 향상 목적으로 사용됩니다.
④진공증착은 진공 속에서 금속을 가열·증발시켜 그 증기를 소재 표면에 응착시키는 박막 형성법입니다. 잔류응력 부여가 아니라 얇은 피막을 만드는 것이 목적입니다.
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정답텅스텐 — 융점이 약 3,400℃로 가장 높고 필라멘트·용접 전극에 쓰입니다.
핵심 개념
텅스텐(W) — 금속 중 융점이 가장 높은 재료
주요 비철금속의 융점과 용도를 묻는 문항입니다. 텅스텐은 약 3,400℃로 모든 금속 중 융점이 가장 높고 고온에서도 강도가 잘 유지되며 전기저항이 커서 백열전구의 필라멘트선, TIG 용접용 비소모성 전극, 고속도강·초경합금의 주요 합금원소로 쓰입니다. 비교 대상인 아연(약 420℃), 마그네슘(약 650℃)은 대표적인 저융점 경금속이고, 티타늄은 약 1,670℃로 상당히 높지만 텅스텐에는 미치지 못합니다. '융점 최고 = 텅스텐, 필라멘트·용접 전극'으로 묶어 기억해 두면 됩니다.