澳门葡萄京官方网站越王勾践青铜剑 青铜剑为啥

作者: 历史  发布:2019-10-07

春秋战国那些名剑基本都是青铜剑,虽然小说演义里把他们描绘的很锋利,实际上市场上随便买一把5元钱的菜刀都要比那些名剑锋利和坚固,毕竟科技上差距太大,现代科技锻造的刀剑在远古那就是神器。

兵马俑出土的青铜剑

在整个古代,剑都是兵器制造水平的代表。秦剑也被吹捧得很高。不过只要对秦剑的金相组织进行小小的分析,一切也就真相大白。秦剑跟其他秦兵器一样,采用泥型铸造,一次铸成,既不经过锻打(实际上也不可能锻打得了),也不经任何热处理。其成分如下:锡18-21%、铅0.17-2.18%,其余除微量杂质外均为铜。这种组织中充满了δ相的铜剑,自然是硬而脆的。

不过为了设法弥补,在外形上还是有所设计,《秦始皇陵兵马俑研究》中说道:“有节奏的剑身可以相对减少反作用力,增强剑的弹性,剑身窄处厚度相对较大,剑身宽处厚度相对较薄,这样就使剑身宽处与窄处的机械强度相对均匀,不至因强弱不均而折断。”当然这种弥补作用是相当有限的,因为决定一把剑机械性能的归根结蒂是它的金相组织,而不是外形。

现在出土的秦兵马俑坑中的剑,在三个坑中均有分布,其中完整者不过17把,都出在一号坑东五探方,受淤泥层保护而幸存,其余都是残剑,碎块合计189片。其中有的剑鞘尚在,内有折断的剑尖,剑身却不见了。可见秦剑只要出鞘时动作稍为粗暴,就会导致折断——这种折断法据我所知仅此一见,也算是很有创意了。

受其机械性能限制,秦剑只能刺而不能砍。与任何硬物稍用力相碰都会导致其折断。其剑身长、薄(相对战国铜剑而言,其实其最大厚度仍有0.94厘米左右)、窄。加上硬度大,对刺击穿皮甲的人比较有效,但要刺穿金属盔甲的人那就是妄想了。尴尬的是秦(也包括其他华夏国家)严重缺乏可以用于持久作战的短兵器,因为这时铁兵器还远没有普及,而华夏国家的高锡青铜也造不出可以跟敌兵器相碰而仍能完好的刀剑。

因此也就不难理解为什么秦俑坑中剑的数量很少,除了节省成本外(秦始皇陵修建时,国家经济已经接近崩溃了,但从嬴政这样的疯子和嬴胡亥这样的白痴看来,这显然不是个大问题),更重要的是它没用,使用弓弩的人在近战发生时当然希望用刀剑保护自己,但用一把一碰就折的剑显然是没有这种功能的(弓弩兵受的是弓弩射击训练,不会有那种一击毙命的剑术);使用长兵器的兵也出于同样道理而不能指望剑,只有那些有一定地位的指挥官,他们受到士兵的保护,要对付的只是可能冲来的敌人,只需坚持很短的时间,士兵们就会聚拢起来保护他,这把剑是折是好,都没什么问题了。

澳门葡萄京官方网站,我估计,秦俑坑中装备剑的都是军官。下面要谈到一句非常可笑的话。是这样的:“秦剑的硬度为HRB106度,相当于调质后的中碳钢。”这句差不多每一个字都是错误的荒谬绝伦的话,流传了近三十年,竟然没有一个人指出它的错误,颇令人深思。现在就由我这个业余灌水的业务员指出其中的错误。

首先,为什么偏偏选择洛氏B级标准呢?因为洛氏B级标准,适用于较软的金属——注意这点!——包括铜合金。但每一本冶金书都会告诉我们,HRB的取值范围是25-100。超过范围取值,误差会很大,就我所见的现代产品测验最大数值为HRB104。而且尴尬的是洛氏硬度彼此之间没有可以直接换算的公式,因此这个骇人听闻的HRB106,到底相当于较准确的洛氏C级标准多少,没有人能够明确的知道。难道没有更合用的硬度标准了么?非也。

任何一本冶金书都会明明白白的告诉我们,硬度测验标准很多,其中洛氏测量法压痕小,不损坏受测物品,操作简便,但因压痕小,试验数值较分散,易于引起操作误差。而布氏硬度不可测量硬物(数值控制在HBW650范围内),操作程序复杂,但压痕较大,侧值稳定,适用于铜合金;维氏硬度,可以测验得硬度范围很大,一般金属几乎不受限制。由于采用显微镜测得压痕对角线长度,结果较精确,然而操作过程也很复杂,不宜用于批量检验。

由上面看来,似乎测验者看中了“不损坏受测物品”一条。然而,难道他忘了HRB取值范围不宜超过100这个最简单的常识了吗?而且,对于那些碎得一塌糊涂的剑,还有什么可保护的?西方国家的冶金考古学家,早在70年代就已经普遍采用维氏硬度测量古物硬度,至多以布氏硬度作为补充,其实同样是对秦俑坑出土武器,对矛和箭镞也都采用布氏硬度测量法。那么为什么偏偏要用误差很大的洛氏B标来测量剑硬度呢?

好吧,我们先认为秦剑就非用洛氏B标不可,但接下来还得吓一跳。 HRB106,非常勉强的可以认为大致等于HV296,或者说是HB290。我向大家还记得上面所说的含锡20%的铸造青铜,硬度不过HB150,即使因出处不同,说法不一,让我们把这个数字调高100以上,那么含锡21%的青铜(测验硬度的残剑数据),充其量不过是HB270-280,如何高到 HB290?

要知道,含锡量22.5%的希腊雅典造币模(顺便说一下,冲压造币法也是西方对中国的一个技术优势),在使用前经过了硬化处理(似乎可以理解为淬火),其硬度也不过是HV270。比秦剑稍早的一把楚剑,含锡量同为21%,且采用金属范铸造,铸造效果优于泥范,其表面硬度为HV201。这样看来,秦剑还真是非同一般哪。

那么是不是秦的造剑技术有什么非常特殊的地方,可以使剑硬度大增呢?我们前面说过,当含锡量高到15%以上时,退火和锻打都已经是不可能的了,而淬火会进一步恶化铜器韧性,历史上没有一件铜兵器采用过这种热处理方法。前面也已经说过了,秦剑系由泥型铸造,未经任何冷作和热处理。在这种情况下,秦剑的硬度显然只能由其含锡量决定。那么是不是由于微量元素的加入使得秦剑机械性能大增呢?秦剑中只含有含量极微,成分复杂的其他元素——而现代铜合金必须有含量较大的相应元素才能改变其机械性能。所以秦剑不可能有什么特别的原因使其硬度大增。让我说得更明白些:HRB106这个数字,100%是不准确的。

不过其实秦剑最大的问题不在于硬度,而在于韧性。 好吧,让我们认为秦剑确实就是达到了HV296这个山崩地裂的数据。那么它是不是确实“等于”或“接近于”调质后的中碳钢呢?让我作一个浅显的比喻:歼8-Ⅱ的最大飞行速度超过升级后的F16A/B。这句话对不对呢?对,但也根本谈不上对不对,因为F16A/B升级,是为了提高其综合作战能力,而不是单单为了提高其速度。

同样的,每个人都知道,钢材调质是为了在提高其硬度的同时,保持其韧性,也就是提高其综合机械性能,而不是单单提高其硬度。顺便说一下,调质通俗的说就是淬火+回火。这点网上的人未必知道。 更要命的是,秦剑根本不能跟古今中外任何一种调质后的钢材比硬度!我们知道现代碳素钢(想必你知道中碳钢是碳素钢的一种,指含碳量在0.2-0.6%之间,不加入其它元素的铁碳合金)即使含碳量为0.2%,淬火之后同样可以达到HRC62的表面硬度,即使回火后硬度再怎么下降,也绝不会降到HRC35以下。

而古代呢?出土的人类史上最早的经过调质处理的铁器是著名的两把埃及斧(顺便说一下,回火也是古代西方对东方的一个技术优势),制造时间为公元前九世纪,经过对完好一把的检测,其刃部硬度为HV444。罗马时代含碳量0.43%的剑刃,淬火后硬度为HV700,而民用工具淬火后硬度在HV500-790之间,它们回火后的硬度无论如何都不会降到HV400以下。

中世纪欧洲含碳量较高的铁器,在淬火后一般要经过回火,但没有一个实物硬度降到HV400以下,其他文明国家经过淬火的铁兵器,也从未有过低于HV400的纪录,事实证明,经过调质的钢件,其硬度以HV400为下限,除了最早的淬火钢件硬度可能不足以外(因为古代技术条件下,含碳量0.2%以下的铁器淬火效果不明显,但没有任何证据可以证明最早的淬火铁器性能如此之低),任何已知的调质铁器都不会软于秦剑——这里还没有考虑秦剑韧性极差的问题。

那么是不是秦剑跟调质后的中碳钢的芯部硬度可以比较呢?不行。从来没有一本冶金书告诉我们比较金属件硬度时应当用芯部硬度进行比较,这是荒谬的。不过就让我们来比一比罢,查阅冶金书可以得知即使经过淬火处理的含碳量0.8%的高碳钢,其芯部硬度至高不过HB285,跟HB290还有差距呢,至于中碳钢,我倒还没有见过哪一种芯部硬度能够达到HB260的!也就是说,如果比芯部硬度,那么连高碳钢都不是秦剑的对手,何必说什么“相当于”“中碳钢”?——前提是这个“HRB106”是真的。

最后,包括袁仲一先生在内,很多作者把秦剑硬度表述为“HRB106度”,这是画蛇添足的说法,实际上只说“HRB106”即可。 综上所述,所谓秦剑硬度为HRB106,相当于调质后的中碳钢的说法,彻头彻尾,100%而不是99%是句昏话。为什么我们国家会出这种昏话呢?我没有见过这句话的原始出处,但查到的最早介绍秦剑的是《秦俑坑兵马俑军阵内容及兵器试探》,登载于《文物》1975年11月,作者署名秦呜。我想用不着多说大家就知道,1975年是什么年代,在那种特殊年代中,出现学术问题是可以理解的,而且作者也很明白的告诉我们,他的文章不过是一个“试探”。但令我完全不能理解的是,30年来我国无数史学家、考古学家谈及秦俑问题,为什么竟然没有一人指出这句话的漏洞呢?我不是一个闲人,要查资料,只能趁着跑业务的间隙,花上几个钟头到图书馆查资料,尽管如此,还是很快的发现了问题。那么,为什么三十年来所有人都保持沉寂呢?难道仅仅是隔行如隔山,历史学家不懂冶金学么?这其中究竟有什么原因令我国各行各业的专家失声呢?令人深思!

至于秦剑的真实硬度(韧性那是不用说的了),大体上应该跟含锡量相同的楚剑类似。合理推断为HV200左右,因含锡量不同而有所增减,上下范围各不超过50,也就是HV150-HV250之间。非常“巧合”的是,这也正好是未经淬火的中碳钢的硬度范围——我想你明白我的意思:)。 关于秦剑还有另一句话,虽然严格来说算不上错,但也往往造成误解,在此一并说明。这句话最早出自《秦始皇陵兵马俑研究》第188页,内容如下:“一号兵马俑坑T2第十一过洞的一件青铜剑,出土时因被陶俑碎片压住而弯曲,当把陶俑碎片拿掉后,剑立刻反弹恢复平直。”从这句话来看,似乎是说该剑出土时因工作人员不小心被陶俑碎块压住了,有所弯曲,工作人员把陶俑碎片清楚掉,它恢复了平直。

当然具体情况到底如何,需要当事人来加以说明。从冶金学的角度说,即使是含锡18-22%的青铜剑,有一定的弹性也是正常的,但这种弹性是非常有限的了。据我推测,当时那把秦剑应当只是略有弯曲,否则,这种充满δ相的青铜剑会立即折断。袁仲一先生的著作发表以后,一些说法更加离谱,有的说这把秦剑被压了两千多年,有的说它被压弯了45度,之后恢复平直。这些说法不知出处何在?稍有常识的人都知道,这样的性能只有靠弹性合金才能达到。锡青铜中适于作为弹性元件的有四种:Qsn4-3、Qsn6.5-0.1、Qsn6.5-0.4、Qsn7-0.2。它们作为弹性合金使用时,金相组织中都是单相α固溶体,不发生相变。只能靠冷变形和随后的低温退火得到强化。

其它铜基弹性合金,古代没有,也就不用说了。要用一把含锡量如此之高的铸造青铜剑,来实现弹性合金才能实现的性能,可乎? 有的网友拿秦剑的长度说事,这又是个无知的表现。世界上最早的铜长剑出自希腊,时间为克里特的宫殿时代,长度达三英尺。制造技术不外乎上面说过的铸造+锻打。之后这种技术向外传播,埃及新王国末年乱世中,埃及的安纳托利亚雇佣军也使用三角形长剑。

很快的,整个欧洲都会制造青铜长剑了,前10世纪,在丹麦居住的民族制造的长剑,跟希腊长剑外形非常类似,到了凯尔特人的时代,最初制造的是青铜长剑,前6世纪以后,变成铁长剑。总的来说,西方铜长剑的硬度因工艺不同取值范围很大,从HV110-200均有可能。因为古代的锻打工艺和退火控制技术的限制,基本上无法达到HV200以上。而韧性则十分优异。我见过作为明器的凯尔特青铜长剑的图片,出于宗教目的而被弄得弯弯曲曲,但并没有折断,剑刃也未见缺损。

如果硬要比较秦剑和其它文明的铜剑的话,可以说这个问题非常无聊,首先秦剑只要跟任何一种其它文明的剑用力相碰,都会立即折断。除非对手的硬度在HV150以下,它才可能同时对对方的剑刃造成较大的破坏,不过要砍断对方是不可能的。其次,这个问题之所以非常无聊的终极原因是:到前6世纪,除了不列颠岛土著之类的边远地区人民以外,整个西方都已经普及铁兵器,再没有铜剑可以跟秦剑一较高下了,而到了前3世纪末,也就是秦剑问世的年代,连印度都普及了铁兵器,秦剑就更加寂寞,就象后来的印加和阿兹特克锋利的铜兵器和燧石兵器一样寂寞。

秦剑这种“一次性兵器”,只适用于刺击华夏国家穿皮甲的士兵,而华夏国家穿皮甲的士兵确实占到军队的绝大多数,从这个角度说,它仍是很合乎需求的。不要忘记人们制造武器,不是为了给后世子孙从幻想自慰中得到满足的空间,而是为了对付眼前的敌人,仅此而已。 秦俑坑中还出土了钩。不过只有两把,而且两刃不利,不是实用兵器。其实即使它认真开了刃,这种只能用于钩和推的兵器效能也是非常有限的。 说起来秦剑,也包括其他秦兵器最出彩的不是其性能,而是它们都经过表面防锈处理,居然可以做到两千两百年不锈。另一个严重的问题是秦军如何“斩首”?如果用斧钺,倒好解释,问题是出土文物表明秦军中是很少斧钺的。那么最合理的估计是秦军士兵采取跟伊拉克抵抗武装一样的“割首”法,这样可以避免剑折断。

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