ZT對秦兵器的誤解與探討
秦劍:從古至今，劍是武器制造水平的代表。秦劍也受到高度贊揚。然而，只要稍微分析壹下秦劍的金相組織，壹切就會水落石出。和其他秦兵器壹樣，秦劍也是采用陶土鑄造，壹次鑄造而成，沒有經過鍛造(事實上也不可能鍛造)或任何熱處理。其成分如下:錫18-21%，鉛0.17-2.18%，除微量雜質外其余為銅。這種結構中充滿了δ相銅劍，自然又硬又脆。不過為了盡量彌補，外形上還是有設計的。《秦始皇陵兵馬俑研究》說:“有節奏的劍身可以相對降低反作用力，增強劍的彈性。劍身窄部的厚度比較大，劍身寬部的厚度比較薄，這樣劍身寬部和窄部的機械強度比較均勻，不會因為強度不均而斷裂。”當然，這種補償作用是相當有限的，因為決定壹把劍的機械性能的是金相組織，而不是形狀。目前秦兵馬俑坑內出土的刀劍分布在三個坑內，其中只有17件完好，均發現於壹號坑東吳譚坊，在淤泥層的保護下得以保存，其余均為殘劍，共計189件。劍鞘的壹部分還在，裏面有壹個斷了的劍尖，但是劍刃不見了。可見秦劍在出鞘時只要動作稍微粗暴壹點，就會導致骨折——這種骨折方法據我所知，是很有創意的。受限於其機械性能，秦劍只能刺不能砍。與任何堅硬物體的輕微碰撞都會導致其破裂。它的身體又長又薄(其實最大厚度還是0.94 cm左右)又窄。再加上硬度高，對刺穿皮甲的人比較有效，但對想刺穿金屬甲的人來說就是妄想。尷尬的是秦朝(包括其他華夏國)嚴重缺乏可用於長時間作戰的短兵器，因為此時鐵制兵器還遠未普及，而華夏國的高科技青銅也無法制造出能與敵方兵器碰撞仍完好無損的寶劍。所以也就不難理解為什麽兵馬俑坑裏的劍那麽少了。除了節約成本(秦始皇陵修建的時候，國家經濟已經接近崩潰，但從嬴政這種瘋子和胡亥這種白癡的角度來看，這顯然不是什麽大問題)，更重要的是沒用。使用弩的人當然想在近戰時用劍保護自己，但用壹觸即破的劍顯然是不可能的(弓同理，使用長兵器的士兵也不能指望劍。只有那些有壹定地位的指揮官才受到士兵的保護。他們只需要對付可能的敵人。只要堅持壹小段時間，士兵們就會聚集起來保護他。這把劍折不折都沒問題。我估計兵馬俑坑裏配劍的都是軍官。先說壹句很可笑的話。是這樣的:“秦劍的硬度是HRB106度，相當於回火中碳鋼。”這種幾乎字字都是錯的荒謬說法流傳了近30年，也沒有人指出其錯誤，頗發人深省。現在我，壹個業余灌溉推銷員，將指出錯誤。首先，為什麽選擇羅克韋爾B標準？因為洛氏B標準適用於較軟的金屬——註意這壹點！-包括銅合金。但是每本冶金書都會告訴我們HRB的範圍是25-100。如果數值超出範圍，誤差會很大。據我所見，現代產品測試最大值是HRB104。尷尬的是，洛氏硬度之間沒有可以直接換算的公式，所以沒人能確切知道這個駭人聽聞的HRB106到底相當於多少更準確的洛氏C標準。沒有更合適的硬度標準嗎？不完全是。任何冶金書籍都會明確告訴我們，硬度測試標準有很多，其中洛氏測量法有壹個很小的壓痕，不損傷被測項目，操作簡單。但由於壓痕較小，測試值分散，容易造成操作失誤。但布氏硬度(HB)不能作為硬物測量(數值控制在HBW650範圍內)，操作程序復雜，但壓痕較大，橫向值穩定，適用於銅合金。維氏硬度(HV)可以在很寬的範圍內測量，對於壹般金屬幾乎沒有限制。因為壓痕的對角線長度是用顯微鏡測量的，結果更準確，但操作過程也很復雜，不適合批量檢驗。從上面看來，測試者似乎是看中了“不要損壞被測物品”這壹項。但是，他是不是忘記了最簡單的常識，HRB的範圍不能超過100？而且，對於那些斷劍，還有什麽可以保護的呢？西方國家的冶金考古學家早在20世紀70年代就已經普遍使用維氏硬度來衡量古物的硬度，最多以布氏硬度作為補充。事實上，他們還用布氏硬度測量法對秦兵馬俑出土的武器以及矛和箭頭進行了測量。那麽為什麽要用誤差很大的洛氏B級來測量劍的硬度呢？好吧，讓我們首先認為秦劍必須使用羅克韋爾B，但我們必須感到震驚。HRB106，非常勉強，可以認為大致等於HV296，或者HB290。我還記得上面說的含錫20%的鑄造青銅硬度只有HB150。即使由於來源不同而有不同的看法，我們還是把這個數字提高到100以上吧。那麽含錫量為21%的青銅(硬度測試的殘劍數據)頂多是HB270-280。怎麽會高到HB290？要知道，含錫22.5%的希臘雅典鑄幣模具(順便說壹句，沖壓鑄幣法也是西方對中國的技術優勢)在使用前經過了硬化處理(似乎可以理解為淬火)，硬度只有HV270。早於秦劍的壹件初劍，同樣含錫量為21%，鑄造效果優於粘土模型，表面硬度HV 201。所以，秦劍真的很特別。那麽秦的造劍技術有什麽特別之處可以大大增加劍的硬度嗎？我們之前說過，當錫含量高達15%時，無法退火鍛造，淬火會進壹步惡化青銅器的韌性。歷史上沒有壹件銅兵器采用過這種熱處理方法。正如我以前說過的，秦劍是用粘土模鑄造的，沒有經過任何冷加工或熱處理。在這種情況下，秦劍的硬度顯然只能由其錫含量決定。那麽是不是因為微量元素的加入，秦劍的力學性能才大大提高呢？秦簡只含有含量極小、成分復雜的其他元素——而現代銅合金必須有大量的相應元素含量才能改變其機械性能。所以秦劍不可能有任何特殊的理由來增加自己的硬度。我再明確壹下:HRB106，100%這個數字是不準確的。但事實上，秦劍最大的問題不是硬度，而是韌性。好吧，讓我們認為秦劍真的達到了HV296的滑坡數據。那麽真的“等於”或“接近”回火中碳鋼嗎？我打個簡單的比方:殲8-II的最大飛行速度超過了升級版的F16A/B，這句話對嗎？有，但遠遠不對，因為F16A/B的升級是為了提高綜合作戰能力，而不僅僅是提高速度。同樣，大家都知道回火鋼的目的是在保持韌性的同時提高硬度，也就是提高綜合機械性能，而不僅僅是提高硬度。對了，調質壹般叫淬火+回火。網上的人可能不知道這個。更何況，秦劍的硬度是古今中外任何壹種調質鋼都比不了的！我們知道，現代碳鋼(妳要知道中碳鋼是碳鋼的壹種，是指不加其他元素，碳含量在0.2-0.6%的鐵碳合金)的表面硬度即使含碳量為0.2%，也能達到HRC62，即使回火後硬度再下降，也絕不會降到HRC35以下。而古代呢？人類歷史上出土的最早的調質鐵器是兩把著名的埃及斧頭(順便說壹下，回火也是古代西方對東方的技術優勢)，制作於公元前九世紀。經測試完整的壹個，其葉片的硬度為HV444。羅馬時代含碳量為0.43%的劍刃淬火後的硬度為HV700，而民用工具淬火後的硬度在HV 500-HV 500-790之間，它們回火後的硬度無論如何也不會降到HV400以下。在中世紀的歐洲，含碳量高的鐵器壹般淬火後回火，但物理硬度沒有壹個降到HV400以下，其他文明國家淬火後的鐵器也從未低於HV400。已經證明回火鋼件的硬度低於HV400，除了最早的淬火鋼件硬度可能不足(因為在古代技術條件下，碳含量低於0.2%的鐵件淬火效果不好)但沒有證據證明最早的淬火鋼件性能如此之低，任何已知的回火鐵件都不會比秦簡軟——這裏還沒有考慮秦劍韌性極差的問題。那麽有沒有可能比較秦劍和調質中碳鋼的心部硬度呢？不會吧。從來沒有壹本冶金學的書告訴我們要拿金屬零件的硬度和核心的硬度做比較，這是很荒謬的。但是我們來對比壹下。查冶金書籍可以知道，即使是淬火後含碳量為0.8%的高碳鋼，其核心硬度也高達HB285，與HB290還有很大差距。至於中碳鋼，我還沒見過有芯部硬度能達到HB260的！也就是說，如果它比核心還硬，那麽即使是高碳鋼也不是秦劍的對手，那麽為什麽說“相當於”中碳鋼呢？-前提是這個“HRB106”是真的。最後，包括袁先生在內的許多作者將硬度描述為“HRB106度”，這是多余的。其實就說“HRB106”吧。綜上所述，所謂的秦劍硬度是HRB106，相當於回火中碳鋼。100%不是99%完全是扯淡。為什麽我們的國家會發表如此愚蠢的言論？我沒見過這句話的原文，但最早介紹秦劍的是《兵馬俑坑中的兵馬俑內容及兵器探索》，發表在《文物》1975 11，作者署名吳沁(？)。我覺得大家沒必要知道1975是什麽時代。在那個特殊的年代，出現學術問題是可以理解的，作者明確告訴我們，他的文章只是壹個“測試”。但我完全不能理解的是，30多年來，中國無數的歷史學家和考古學家都在談論秦俑的問題。為什麽沒人指出這句話的漏洞？我不是壹個無所事事的人。出差之間只能花幾個小時去圖書館查資料。盡管如此，我還是很快發現了問題。那麽，為什麽大家都沈默了三十年？難道歷史學家不了解冶金只是因為它隔行如隔山嗎？是什麽原因讓國內各路專家失聲？發人深省！
至於秦劍真正的硬度(韌性就不用說了)，應該和含錫量相同的初劍差不多。合理推斷為HV200左右，因含錫量不同而有所增減，上下範圍不超過50，即HV 150-HV 250。巧合的是，這也是沒有淬火的中碳鋼的硬度範圍——我想妳明白我的意思。還有壹句關於秦劍的話，嚴格來說並沒有錯，但是經常導致誤解，所以我在這裏解釋壹下。這句話最早發表在《秦始皇陵兵馬俑研究》第188頁。上面寫著:“壹把穿過T2兵馬俑坑第十壹孔的青銅劍在出土時是彎曲的。當兵馬俑被移除時，劍立即反彈回來是直的。”從這句話來看，好像劍在出土的時候是因為工作人員不小心被陶俑的碎片壓到而彎曲的，工作人員清理了陶俑的碎片，它又回到了筆直的位置。當然，具體情況需要當事人說明。從冶金學的角度來看，即使是含錫18-22%的青銅劍，有壹定的彈性也是正常的，但這種彈性是非常有限的。據我猜測，秦劍當時只是微微彎曲，否則這把充滿δ相的青銅劍會立刻斷裂。袁先生的著作出版後，有些說法更是離譜。有人說秦劍被壓了2000多年，也有人說它被彎了45度，後來又恢復了筆直。我不知道這些說法從何而來。稍微有點常識的人都知道，只有彈性合金才能達到這樣的性能。適合做彈性元件的錫青銅有四種:QSN4-3，QSN6.5-0.1，QSN6.5-0.4，QSN7-0.2。用作彈性合金時，金相組織為單相α固溶體，不發生相變。只能通過冷變形和隨後的低溫退火來強化。其他銅基彈性合金在古代是不存在的，不言而喻。需要用含錫量這麽高的鑄造青銅劍才能達到彈性合金才能達到的性能。壹些網民談論秦劍的長度，這是另壹種無知的表現。世界上最早的青銅劍來自希臘，可以追溯到克裏特島的宮殿時代，它有三英尺長。制造技術無非就是上面說的鑄造+鍛造。之後這種技術流傳到了外界，在埃及新王國末年的混亂中，埃及的安納托利亞雇傭兵也使用了三角劍。很快，全歐洲都會制造青銅劍。前10世紀，居住在丹麥的民族制造的長劍在外形上與希臘長劍非常相似。在凱爾特時代，最初制造的是青銅長劍，但在六世紀後，它們變成了鐵長劍。壹般來說，西洋銅長劍由於工藝不同，硬度範圍很廣，從HV 110-200。由於古代鍛造技術和退火控制技術的限制，基本不可能達到HV200以上。而且韌性極好。我見過凱爾特青銅劍作為陪葬品的照片。它們是出於宗教目的而彎曲的，但沒有折斷，刀刃也沒有缺陷。如果我們堅持將秦劍的青銅劍與其他文明的青銅劍進行比較，我們可以說這個問題非常無聊。首先，只要秦劍與任何其他文明的刀劍相撞，它就會立即斷裂。除非對方硬度在HV150以下，否則可能同時對對方的刀刃造成很大傷害，但不可能斬斷對手。其次，這個問題之所以很無聊，最終的原因是到了6世紀，除了英倫三島等偏遠地區的人，鐵制武器已經普及到整個西方，沒有銅制的劍可以和秦簡抗衡。到了3世紀末，秦劍出來的時候，連印度都普及了鐵制武器，秦劍就更孤獨了，就像印加人和阿茲特克人鋒利的銅制武器和火石武器壹樣。秦劍的“壹次性武器”只適合刺穿皮甲的中國士兵，而穿皮甲的中國士兵確實占了軍隊的絕大多數。從這個角度來說，還是很合適的。別忘了，人制造武器，不是為了給後人空間從幻想自慰中獲得滿足，而是為了對付眼前的敵人，僅此而已。兵馬俑坑裏也出土了鉤子。但只有兩把，而且兩刃不利，所以不是實用武器。事實上，即使是小心翼翼的開刃，這種只能用來勾和推的武器的效力也是非常有限的。說起，包括其他秦兵器，最出彩的不是它們的性能，而是它們的表面已經生銹了，可以2200年不生銹。另壹個嚴重的問題是秦軍如何“斬首”？如果用斧頭，就好解釋了。問題是出土文物顯示秦軍很少有斧子。那麽最合理的估計是，秦軍士兵采取和伊拉克抵抗力量壹樣的“斬首”方式，以免刀劍折斷。