일반기계기사 - 기계재료 part, 5장 < 주철 > 핵심예상문제 분석

일반기계기사 - 기계재료 part, 5장 < 주철 >

* 핵심예상문제 분석(168~192)

168. 강한 주철을 얻기 위해서는 다음과 같은 조건이 필요하다. 틀린것은?

가 : Si 함량을 증가시킨다 (x)

-Si의 영향 : Si는 주철에서 강력한 흑연화 촉진제로써 흑연의 생성을 조장함으로 유동성을 증가시키고 주조성을 개선하나 Si의 함유량이 3%를 넘으면 오히려 주철의 강도, 인성,ㅣ 연성이 저하된다. 

169. 다음 주철에 관한 설명 중 틀린 것은 어느 것인가?

라: C,Si 양이 많고 냉각이 빠를 수록 흑연화 하기 쉽다(x)

-주철의 성장 : A1 변태점 이상의 온도에서 주철은 가열, 냉각을 반복하면 부피가 팽창하여 변형, 균열이 발생하는데 이를 주철의 성장이라 한다. 원인 : 1. 고온에서의 주철조직에 함유된 Fe3C의 흑연화 2.A1변태에서의 체적변화에 의한 미세한 균열 3.Si Al Ni의 성장, 4.흡수된 가스의 팽창, 5. Si의 산화.   방지책 : 흑연의 미세화, 조직을 치밀하게 할 것, 시멘타이트(Fe3C)의 흑연화 방지제 Cr,W,Mo,V등의 첨가로 Fe3C의 분해 방지, Si대신 Ni로 치환

170. 주철 ( Fe-C 계 )에 규소(Si)가 첨가되면 어떠한 영향을 미치는가?

다 : 흑연화 촉진, 픅연, 오스테나이트 공정 평형온도 상승 공정탄소량 감소

-규소(Si)의 영향 : 흑연의 생성을 조장, 오스테나이트 공정평형온도는 상승하고, 공정탄소량 감소

171. 미하나이트 주철의 바탕조직은?

나: 펄라이트

- 미하나이트 주철 -> 고급주철로서 주철중의 흑연의 모양을 미세화하고 균일하게 분포시키기 위하여 쇳물을 0.3%정도의 Si나 규화칼슘의 분말 등을 가하여 탈산에 의한 흑연의 씨를 만드는 조작을 접종이라하며, 이 방법에 의하여 만든 주철을 미하나이트 주철이라 한다. 바탕조직은 펄라이트이다.

172. 주철에서 쇳물의 유동성을 감소시키는 가장 주된 원소는?

다 : S 

- S의 영향 : 주물의 유동성을 나쁘게 하고 흑연의 생성을 방해하여 고온메짐을 일으키게한다. 또한, 수축률을 크게하므로 기공을 만들기 쉽고 주조응력을 크게하여 균열을 일으키기 쉽다. 될 수 있는한 0.1%이하로 제한하는 것이 좋다

173. 다음 주철에 관한 설명 중 틀린 것은?

라 : C,P 양이 적고 냉각이 빠를수록 흑연화하기 쉽다 ( X ) 

-인(P)은 흑연화 촉진제이며, C,P양이 많고 냉각 속도가 늦을수록 흑연화 하기 쉽다. 

174. 흑연이 미세하고 균일하게 분포되어 있으며, 내마멸성이 요구되는 공작기계의 안내면과 강도를 요하는 기관의 실린더 등에 쓰이는 고급주철은?

다 : 미하나이트 주철 

175. 주로 표면이 시멘타이트(Fe3C)조직으로서 경도가 높고, 내마멸성과 압축강도가 커서 기차의 바퀴, 분쇄기의 롤 등에 많이 쓰이는 주철은?

라 : 칠드 주철 

-주철을 두꺼운 금형에 주입하면 금형에 접촉된 표면부분은 급랭되어 백색의 매우 굳고 마멸에 견디는 시멘타이트 조직으로 되며 내부는 서서히 냉각되므로 흑연양이 많아 인성이 풍부한 희주철이 된다. 이와 같은 표면의 경화층을 칠층이라 한다. 

176. 주조할 때 주물표면을 금속형 등으로 급냉하여 백선화시켜서 경도를 높이고 내마모성, 내압성을 향상시킨 주철은?

나 : 칠드주철

177. 제강용 롤, 불쇄기 롤, 제지용 롤 등에 이용되는 가장 적당한 주철은?

가 : 칠드 주철

-칠드주철: 표면을 급냉하여 만든 주철로 표면은 마멸과 압축에 견딜수있는 백주철로 되어 있고, 내부는 연성을 가지도록 희주철로 되어있다. 용도로는 제강기롤, 기차바퀴, 분쇄기롤 등의 부품에 이용된다. 

178. 압연용 롤, 분쇄기 롤, 철도차량 등 내마멸성이 필요한 기계 부품에 사용되는 가장 적합한 주철은?

1 : 칠드 주철

179. 주철에서 강도가 가장 큰 흑연 현상은?

나 : 구상

-보통주철 : 인장강도가 가장 적다                  - 구상흑연주철 : 인장강도가 가장크다

180. 구상흑연주철에서 흑연을 구상으로 만드는데 사용하는 원소는? 

다 : Mg

흑연을 구상화시키는 원소 : Mg, Ce, Ca

181. 강력하고 인성이 있는 기계주철 주물을 얻으려고 할 때 주철 중의 탄소를 어떠한 상태로 하는 것이 가장 적합한가?

가 : 구상흑연

*구상흑연 주철 : 보통 주철(편상흑연)을 용융상태엥서 Mg, Ce, Ca등을 첨가하여 흑연을 구상화한것으로 강인하고, 주조상태에서 구조용 탄소강이나, 주강에 가까운 기계적 성질을 얻을 수 있다. 

182. S(황)성분이 적은 선철을 용해로, 전기로에서 용해한 후 주형에 주입 전 마그네슘, 세륨, 칼륨등을 첨가시켜 흑연을 구상화 한 것은? 

다 : 구상흑연주철

- 구상흑연주철: 보통주철(편상흑연)은 용융상태에서 Mg, Ce, Ca을 첨가하여 편상흑연을 구상화한 주철을 말하며 인장강도가 크다.

183. 다음 중 구상흑연 주철을 설명한 것으로 틀린것은?

라 : 구상흑연 주철은 편상흑연 주철보다 연성이 낮다.(x)

-구상흑연주철은 보통주철(편상흑연주철)에 비하여 강도뿐만 아니라 내열성, 내마멸성 등이 대단히 우수하다.

184. 구상흑연 주철에서 페링(Fading)현상이란 다음 중 어느것을 말하는가?

가 : 구상화처리 후 용탕상태로 방치하면 흑연구상화의 효과가 소멸하는 것이다. 

-페이링 현상 : 구상화처리후 용탕상태로 방치하면 흑연구상화의 효과가 소실되는 현상. 즉, 다시 편상흑연주철로 복귀하는 현상 

185. 가단주철이란 어떠한 것인가?

라 : 고탄소 주철로써 열처리에 의해 강인화하여 단조 가능한 것.

-가단주철 : 백주철을 열처리하여 인성을 증가시킨 주철 1.백심가단주철:탈탄이 주목적, 2흑심가단주철: 흑연화가 주목적

186. 백주철 주물을 고온도에서 장시간 풀림해서 시멘타이트를 분해 또는 소실시킴으로써 인성이나 연성을 증가시킨 주철은?

-가단주철  : 백주철을 열처리하여 인성을 증가시킨 주철

187. 백주철을 열처리로에서 가열한 후 탈탄시켜, 인성을 증가시킨 주철은?

-기단주철 : 백주철을 열처리하여 인성을 증가시킨 주철 / 1.백심가단주철 : 탈탄이 주목적 / 2.흑심가단주철: 흑연화가 주목적

188. 다음 중 가단주철을 설명한 것으로 가장 적합한 것은?

라 : 백주철을 고온도로 장시간 풀림해서 시멘타이트를 분해 또는 감소시키고 인성이나 연성을 증가시킨 것 

189. 다음주강품에 대한 설명 중 틀린 것은?

라 : 중탄소 주강은 0.1~0.2%c 범위이다.

-주강품 : 용강을 주조방법에 의해 주형에 주조하여 만든 제품을 말하며 그 재질은 주강이라 한다.

탄소주강은 c%함유량에 따라 다음과 같이 구분한다. / 저탄소강 : c<0.2% / 중탄소주강 : c 0.2~ 0.5%

/ 고탄소주강 : C > 0.5 % 

190. 흑심가단주철은 풀림온도를 850~950도 와 680~730도의 2단계로 나누어 각 온도에서 30~40시간 유지시키는데 제 2단계 풀림의 목적으로 가장 알맞은 것은?

가 :펄라이트 중의 시멘타이트의 흑연화

해설 : 1단계 - 유리시멘타이트를 흑연화 / 2단계 - 펄라이트를 흑연화 

191. 흑심가단주철의 2단계 풀림의 목적으로 가장 옳은 것은?

나 : 펄라이트 중의 시멘타이트 흑연화 

-흑심가단주철 : 시멘타이트의 흑연화가 주목적 / 제 1단계 풀림 : 유리시멘타이트를 850~950도 에서 30~40시간 유지시켜 흑연화 / 제 2단계 풀림 : A1변태점 바로 아래인 680~720도까지 서냉 후 30~40시간 유지하여 펄라이트중의 시멘타이트를 흑연화 

192. 구상흑연 주철과 가단주철의 공통점은? 

가 : 보통주철에 비해 인성, 연성이 매우 크다.

-구상흑연주철과 가단주철은 인성이 크고 연성이 매우좋다.