본문내용
1. 기계공학 전공 개요
1.1. 어닐링 처리
어닐링 처리는 적절한 온도로 가열하여 유지한 다음 적절한 속도로 냉각하여 경도를 감소시키고 가공성을 향상시키며, 냉간가공을 용이하게 할 수 있도록 원하는 미세조직을 얻는 처리이다. 완전 어닐링은 아공석강을 Ac3 이상으로 가열하거나 과공석강을 Ac1과 Acm 사이의 온도로 가열한 다음 변태영역에서 서랭시키는 처리로, 재료 연화와 가공성 향상이 목적이다. 노말라이징은 강을 변태영역 이상의 적절한 온도의 오스테나이트영역으로 가열한 다음 공기 중에서 냉각하는 처리로, 절삭가공에 용이하다. 응력제거 처리는 잔류응력을 제거하기 위하여 임계온도 이하의 적절한 온도로 가열한 다음 서랭하는 처리이다. 구상화 처리는 강에 형성되어 있는 탄화물을 구상화하여 강의 인성과 가공성을 향상시키는 것이 목적이다. 균질화 어닐링은 소정의 고온에서 충분한 시간 동안 유지함으로써 확산에 의해 편석을 제거하고 균일한 조직을 얻는 처리이다.어닐링 처리에 대한 내용을 통해 기계공학 분야에서 열처리의 중요성과 다양한 어닐링 기법들을 확인할 수 있다. 특히 완전 어닐링, 노말라이징, 응력제거, 구상화, 균질화 어닐링 등 각각의 어닐링 방법이 가지는 고유한 목적과 효과를 이해할 수 있다. 이러한 열처리 기술은 금속 재료의 기계적 특성을 향상시키고 가공성을 개선하는 데 활용되며, 기계부품 제작 및 설계 과정에서 핵심적인 역할을 한다. 따라서 기계공학 전공자들은 어닐링 처리의 원리와 응용 사례를 깊이 있게 이해할 필요가 있다.
1.2. 담금질 처리
담금질 처리는 강철을 높은 온도로 가열한 다음 급랭시켜 마르텐사이트 조직을 만드는 열처리 방법이다. 이를 통해 강재의 경도와 강도를 크게 높일 수 있다.
다음은 담금질 처리의 자세한 절차와 특징에 대한 설명이다.
강철을 적절한 온도(주로 오스테나이트화 온도 이상)로 가열한다. 아공석강의 경우 Ac3 이상, 과공석강의 경우 Ac1과 Acm 사이의 온도로 가열한다. 이 온도 범위에서 강이 오스테나이트 상태가 되도록 충분한 시간 동안 유지한다. 이후 급랭을 통해 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태하도록 한다. 주로 물이나 오일 등을 이용해 강재를 급랭시킨다.
이러한 담금질 처리를 통해 강재의 경도가 크게 향상되며 인장강도 또한 높아진다. 하지만 동시에 취성도 증가하므로 적절한 후속 처리가 필요하다. 일반적으로 담금질된 강은 템퍼링 처리를 거치게 된다.
담금질 처리는 주로 절삭가공, 금형 제조, 자동차 부품 등 우수한 기계적 특성이 요구되는 분야에 널리 적용된다. 또한 파편화, 부식 등에 강한 특성을 얻을 수 있어 다양한 산업분야에서 중요하게 활용되고 있다.
1.3. 템퍼링 처리
템퍼링 처리"는 담금질에 의해서 경화된 강을 공석 온도 이하의 온도로 재가열하여 적절한 시간 동안 유지한 다음 공랭함으로써 연성과 인성을 향상시키고 잔류응력을 제거하며, 조직을 안정화시킬 목적으로 시행하는 처리이다.
담금질된 강은 대부분 경화 후 연성이 부족하고 취성이 크기 때문에 이러한 문제를 해결하기 위해 템퍼링 처리를 한다. 템퍼링 처리를 통해 강의 연성과 인성이 향상되며, 잔류응력이 제거된다. 또한 마르텐사이트 조직이 안정화되어 균일한 미세조직을 형성한다.
템퍼링 처리의 온도는 일반적으로 150~700℃ 범위에서 진행되며, 온도가 높을수록 강도는 낮아지고 연성과 인성은 향상된다. 이러한 온도 구간에서 탄화물 석출 및 마르텐사이트의 분해, 오스테나이트의 분해 등 다양한 상변태 반응이 일어나 미세조직이 변화한다.
템퍼링 처리 후 강의 기계적 성질은 템퍼링 온도와 시간에 따라 달라지며, 일반적으로 템퍼링 온도가 높을수록 강도는 낮아지고 연성과 인성은 향상된다. 따라서 용도에 따라 적절한 템퍼링 조건을 선택해야 한다. 예를 들어 고강도가 필요한 경우에는 저온 템퍼링을, 연성과 인성이 필요한 경우에는 고온 템퍼링을 적용한다.'어닐링 - 담금질 - 템퍼링' 일련의 열처리 과정을 통해 강의 미세조직과 기계적 성질을 원하는 수준으로 조절할 수 있다. 먼저 어닐링으로 연화와 가공성을 높이고, 담금질로 경화한 뒤, 최종적으로 템퍼링 처리를 거치면 연성과 인성이 향상된 최종 강재를 얻을 수 있다.
이처럼 템퍼링 처리는 담금질로 인해 발생한 취성을 개선하고 강도, 연성, 인성의 균형을 맞추는 중요한 열처리 공정이다. 적절한 템퍼링 온도와 시간을 선택하여 강의 미세조직과 기계적 성질을 정밀하게 제어할 수 있다. 이를 통해 용도에 맞는 최적의 강재를 제조할 수 있다는 점에서 템퍼링 처리는 기계공학 분야에서 매우 중요한 의미를 가진다고 할 수 있다.
2. 기계공학 전공 입학시험 준비
2.1. 전공관련 기본 지식 검증
'2.1. 전공관련 기본 지식 검증'은 기계공학 전공 지원자의 기본적인 전공지식을 평가하는 것이다. 이는 지원자가 기계공학의 핵심 개념과 원리를 얼마나 잘 이해하고 있는지 확인하기 위함이다. 면접관은 이를 통해 지원자의 전공에 대한 관심도와 이해도, 그리고 향후 학업 수행 능력을 가늠할 수 있다.
주요 전공 기본 지식 검증 문항으로는 열역학과 열전달, 유체역학, 재료공학, 기계동역학 등 기계공학의 핵심 분야에 대한 이해도를 평가한다. 예를 들어 열역학의 기본 법칙, 유체 유동의 특성, 재료 강도의 개념, 운동역학의 기본 원리 등에 대한 질문이 출제될 수 있다.
또한 어닐링, 담금질, 템퍼링 등 금속 열처리 공정에 대한 이해도도 확인한다. 이는 기계 부품의 제조 및 성능 향상과 밀접히 관련된 지식으로, 지원자가 기계공학의 실제 응용 분야에 대한 기초 지식을 갖추고 있는지 평가하는 것이다.
이와 함께 기계공학 전공 지원자의 프로그래밍 언어 활용 능력, CAD 소프트웨어 사용 경험, 실험 장비 활용 능력 등도 확인할 수 있다. 이는 기계공학 연구와 실습에 필요한 기본적인 기술적 역량을 파악하기 위한 것이다.
종합적으로 '2.1. 전공관련 기본 지식 검증'은 지원자의 기계공학 전공에 대한 기초 이해도와 관심도, 그리고 향후 학업 수행 능력을 종합적으로 평가하는 것이라고 할 수 있다. 이를 통해 면접관은 지원자가 해당 대학원 프로그램에 적합한 인재인지를 판단할 수 있다.
2.2. 연구계획서 작성
연구계획서 작성은 석·박사과정 입학시험에서 매우 중요한 부분이다. 연구계획서를 통해 지원자의 학문적 열정, 연구능력, 그리고 해당 대학원 프로그램에 대한 이해도를 확인할 수 있다. 효과적인 연구계획서 작성을 위해서는 다음과 같은 사항들을 고려해야 한다.
첫째, 연구주제 선정이다. 지원자는 자신의 학문적 관심사와 기존 연구성과를 바탕으로 독창적이면서도 실현 가능한 연구주제를 선정해야 한다. 이때 해당 대학원 프로그램의 연구 분야와 지도교수의 전문성을 고려하여 연구주제와의 연계성을 강조해야 한다.
둘째, 연구배경 및 ...
