금속재료시험기능사 실기 작업형는 공개문제로 시험장에 가면 위와 같은 문제지가 그대로 주어진다.
답안지도 별도로 주어지고 답안지에 답을 작성하여 제출하게 된다.
가. 불꽃시험
1. 불꽃시험은 5개의 강종을 모두 부여 받는다. (A, B, C, D, E) 2. 5개 강종을 시간에 크게 구애 받지 않고, 돌려가면서 불꽃을 확인하고 답을 적게 된다. 3. 아래의 정리 된 내용과 불꽃 사진을 익히고 간 후, 5개의 강종을 비교해가면 크게 어렵지 않게 답을 생각해 낼 수 있다. 4. 문제에 제시된 예시 강종 순서대로 익히는 것이 시험장에서 헷갈리지 않는 꿀팁이다.
1) SKH51(고속도공구강51종) 다른 강종에 비해 판별하기가 아주 쉬움. 탄소파열이 없고 불꽃 색깔이 전체적으로 암적색이며 어두움. 붉은색 불꽃. 불꽃의 수가 많지 않음. 2) SM25C(기계구조용탄소강이며 0.25%탄소를 함유하고 있는 강) SM45C에 비해 탄소량이 적으므로 파열량이 적다.
3) STC3(탄소공구강3종) 탄소 파열은 대단히 작고 수는 대단히 많다. 탄소파열 모양은 꽃가루 형태로 생긴다. 불꽃의 밝기가 밝다. SM45C랑 비슷한데 유선 길이가 길고 터질 때 폭죽처럼 터지면서 약간 지저분함. 4) SM45C(기계구조용탄소강이며 0.45%탄소를 함유하고 있는 강) 유선이 길고 불꽃이 많음. 파열이 가장 많다. 표현상 가장 깨끗하고 직선적이며 화려하고 불꽃이 굉장히 많아 길게 뻗어 나가며 튄다. 불꽃선 유선이 굵으며 많고 파열선 끝 모양이 크고 복잡한 형체가 되며 탄소 함유량이 0.5% 이상인 경우 유선 끝단에 꽃가루 모양이 가끔 나타난다. 밝은 오렌지색을 띠며 가지가 곧게 뻗는 특징이 있음. 불꽃선 유선이 가늘고 많고, 파열선 끝 모양이 크고 복잡한 형체가 되며, 탄소 함유량이 0.5% 이상인 경우 유선 끝단에 꽃가루 모양이 가끔 나타난다. 밝은 오렌지색을 띠며 가지가 곧게 뻗음. 5) STD11(합금공구강11종) 가장 큰 특징은 유선의 길이가 짧은 것. 다른 시편들과 비슷한 손에 힘을 주었을 시 유선의 길이가 가장 짧음. STC처럼 불꽃의 수가 많고 폭죽처럼 지저분하게 터짐. 즉 유선이 짧고 파열이 많은 편이다. 안개꽃 형상의 불꽃이 보임. 기출) 필자가 2021년 11월에 응시한 인천 폴리텍대학 시험장에서는 시편별로 아래 강종이 확인되었다. A: SM45C B: SKH51 C: STC105(STC3) D: STD11 E: SM25C
아래 유튜브 동영상을 꼭 참조하기 바란다. https://youtu.be/Ft1XVWtdTp4
나. 브리넬 경도시험 필자가 응시한 인천폴리텍대학 시험장에서는 아래와 같은 방법으로 경도 시험이 진행되었다.
1. 미리 여러 시편에 브리넬 경도 시험을 시험관이 실시하여 준비하였다. 2. 시편 별로 3개의 경도 시험을 실시하였고, 그걸 응시자가 확대경을 통해 직접 압흔 직경을 파악한다. 3. 파악한 압흔 직경의 평균을 토대로 브리넬 식에 대입하여 경도 계산을 한다. 4. 경도는 단위가 없는 것이 꿀팁이다.
브리넬 경도 HB 산출 식은 아래와 같다.
P: 시험하중 (3000kg) D: 압입볼 직경 (10mm) d: 압흔직경 (측정값)
예시) 시험하중 3000kg, 볼직경 10mm, 압흔직경 4.35mm 일 경우, HB = (2 x 3000) / (π x 10) (10 - Γ10^2 - 4.35^2) = 191.8 HB = 192
반드시 예시 문제를 풀어보고 가길 바란다.
필자의 경우 C강종에 압흔직경이 4.65, 4.75, 4.75 로 확인되어 평균 4.72로 경도 계산을 하였고, HB = 161 로 제출하였다.
다. 충격시험 (충격에너지, 충격값 산출) 필자가 응시한 인천폴리텍대학 시험장에서는 아래와 같은 방법으로 경도 시험이 진행되었다.
1. 미리 측정한 충격시험 Data를 화이트보드에 기입해 주셨다. 2. 4가지 각기 다른 측정값 중, 아무거나 하나를 고른 후 고른 번호를 답안지 옆에 기재 후 계산을 하게 된다. 3. 충격에너지와 충격값 산출식은 아래와 같다.
충격에너지 E = WR ( cosβ - cosα) kgf m 충격값 U = E / A0 kgf m / cm2
W: 해머무게 kg R: 암의 길이 m cosβ : 시험후 각도 cosα : 시험전 각도
예시) W: 22.4 kg R: 0.75 m cosβ : 113 cosα : 120 A: 시편 단면적 (1.0 x 0.8) : 1.0 x 1.0 시편에 0.2 노치가 있어 0.8로 곱해준다.
충격에너지 E = 22.4 x 0.75 (cos113 - cos120) = 1.84 kgf m 충격값 U = 1.84 / 1.0 x 0.8 = 2.3 kgf m / cm2
충격시험은 반드시 단위를 정확히 작성해야 득점할 수 있다.
라. 조직시험 필자가 응시한 인천폴리텍대학 시험장에서는 아래와 같은 방법으로 경도 시험이 진행되었다.
1. 시편을 하나 부여받으면 사이드에 강종 번호가 적혀 있다. 2. 필자의 경우 6번 강종이었다. 3. 800방, 1200방 사포로 차례대로 연마를 진행한다. 4. 세척 후 기계 폴리싱을 진행한다. 5. 세척 및 에어 건조 후 에칭을 실시한다. (나이탈 용액) 6. 현미경 실에가서 200배, 500배를 차례대로 검경한다.
제공되는 시편 자체가 깨끗하므로 연마에 많은 시간을 투자하지 않아도 검경에는 큰 지장이 없다. 필자의 경우에는 6번 시편을 부여받았으며, 관찰 결과 STS3이라 판단하였다.
산업기사, 기사보다 예시 강종이 5개로 제한되어 있으므로 아래의 표의 빨간 박스에 해당하는 강종의 성질을 우선 이해하고 조직사진을 공부한다면 크게 어려움 없이 조직을 검경할 수 있다.
1) SKH51 굵은백립인 작은괴상이 적지만 분포되어 있는게 특징 2) STC105 (STC3) 200배부터 구상탄화물 (알갱이)이 확연히 나타난다. 3) SM45C, SM25C 층상의 펄라이트가 확인되며, 페라이트 비율에 따라 흰색부분이 많을 경우 SM25C 아래와 같이 펄라이트 비율이 높을 경우, SM45C로 간단히 구분 가능하다.
4) STS3 미세한 입상(복탄화물)이 500배에서 확인되고, 어두운편
필자의 경우에는 6번 시편을 부여 받았으며, 관찰 결과 STS3이라 판단하였다.
여기까지 기능장, 기술지도사, 기사, 산업기사를 취득 후 그랜드슬램을 위해 금속재료시험기능사 시험을 응시한 필자의 경험과 노하우 작성을 마치며, 모든 금속재료시험기능사 시험을 응시하는 분들의 건투를 바란다.
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