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秦朝的青铜剑VS古罗马的铁剑,谁会赢?刀剑真能削铁如泥?

2019-02-11 07:43 321

终于拔剑了,剑气一出,代表着春节前的工作告一段落了,小编接下来会和一位名叫“休闲”的女子私会几天,共度佳节,百来斤的身躯就暂时不属于大家了。春节一年就一次,大家都好好休整一下。直观学机械资料库的钥匙我就放在最后一条内容里了,你们自取便是。祝大家新春快乐,节后再会。

思来想去,今天还是捧一捧咱们的古剑吧,毕竟春节的习俗是古人传承下来的,咱们搞机械的这个节骨眼找来古剑这个话题絮叨一下还是应当的。

古代形容刀剑的锋利,一般都会说:削铁如泥,吹毛断刃。不过这种刀剑,到现在还没有发现,也没有制造出来。是现在的制造工艺不行吗?还是原有的技术已经失传了?

《水浒传》里面,杨志卖刀的时候,牛二逼他试验刀的锋利,杨志在地上摆放了一摞铜钱,一刀下去劈开了。

请注意,这只是铜钱,铜的质地很软,在保证刀刃够厚、劈下的速度够快的情况下,常人也可以做到的。

口吹断发

在铜里面添加其他的金属,可以改变铜的机械性能。纯铜是玫瑰红色的,切开因见空气而氧化后,变成紫红色。纯铜里面加入锌后变成黄铜,铜与除锌、镍以外元素组成的合金叫青铜。古代的青铜,一般是含锡的普通青铜。

图为春期晚期的青铜剑

铜里面加入合金,一般是为了提高铜的强度。不过合金的组成是有要求的,拿青铜来说,随着含锡量的增加,青铜的强度、塑性不断升高,含锡量达到5%~6%时塑性下降,含锡量达到20%时强度也开始急剧下降。由此看来,古时作兵器的青铜,含锡量应在10%~20%之间。

虽然青铜的强度比纯铜高,但是也达不到削铁如泥的地步。这个和金属的强度、韧性和硬度有关对刀剑来说,最重要的机械性能是强度、硬度和韧性。硬度太低韧性好但是容易卷刃,硬度太高了韧性变低又容易折断。


图为西周时期的青铜剑

怎样解决这个矛盾,古人花费了很长的探讨过程。

先说说淬火工艺。淬火是提高钢硬度的最简单有效的方法,不过只适用于含碳量较高的钢,含碳量过低,淬火时形不成马氏体。淬火后钢的硬度提高,就是因为得到了马氏体。不过淬火后应力太大,还需要回火。

一般来说,刀剑的淬火,为了防止淬火后变形,需要垂直插入淬火介质中进行淬火,当然,淬火用的介质比较多,这个根据需要选择,一般有水、盐水、油。淬火时,先把刀剑加热,现在有测温仪,以前没有,靠的是观察。

当刀剑加热变色呈樱红色时,就达到了淬火温度,迅速取出,蹭掉上面的氧化皮,这样做是为了便于观察色变。垂直放入淬火介质中,搅动几下,迅速取出,看刀刃的变色,开始的时候是白色的,然后变成黄色,然后是蓝色。刀剑的硬度和韧性的最佳汇合点,就是当变色到黄色快蓝的时候,再放入水中,就可以了。

不过这样虽然刀刃的硬度够了,不过是很脆的,侧面敲击就会折断。在漫长的探索中,古人领悟到需要增加刀剑本体的韧性,就加厚刀剑本体,不过这样产生了笨重问题,后来就用在本体上附加其他东西的方法,就像现在的隔热层。

以前记载的比较好的刀剑,我觉得就是淬火比较好的刀剑。所以一个好的铸剑师在当时是很有名气的,例如干将莫邪。那些和好刀剑交手就断的刀剑,大多都是淬火淬的太硬了。有一个例子大家可以试一下:锉刀是很硬的,可以锉钢铁之类的东西,不过它从高处掉到地上,就可以摔成好几段。

因此如果硬度明显大于被削铁器的话,青铜器是可以斩断铁器的。比方说:秦青铜兵器,外部的硬度,兵马俑中出土的秦剑检测数据是106HRB,约296HV。(《秦俑坑出土的兵器》《丝绸之路》 1999年01期)。实验结果证实,这种青铜剑内韧外坚,外部硬度约290HV,可以印证兵马俑秦剑的检测结果。

古代西方一直没有开发出铸铁柔化技术和炒钢技术,兵器一直使用块炼铁, 当时西欧最好的铁出在西班牙,因为那里有很好的铁矿,从西班牙Almedvilla墓出土的铁剑含碳极少,属于熟铁,硬度仅有95~135HV。还不到秦剑的一半。另外的一把剑含碳稍高,约0.2%~0.3%,但它的硬度也只有70~117HV。


图为凯尔特剑

两把Basel博物馆里的凯尔特长剑,“not very much better", 一个含碳量0.04~0.1%,也是熟铁,不过硬度达到160~191HV, 著名的罗马短剑Gladius和公元2世纪后出现的长剑Spatha都是没有经过热处理的, 德国地区出土的Gladius虽然内外含碳量不同,但硬度都没有超过200HV的。

综上分析,如果秦朝的青铜剑遇上古罗马的铁剑的话,秦剑可以轻松的斩断古罗马的铁兵器。大家不要认为铁质武器就一定比铜的好,其实关键在于铁和铜怎样的锻造还有其他的冶炼方法还有添加的各种不同元素,只有这些都具备的情况下或者差不多的情况铁质兵器才能比铜质武器好。

深入分析,为什么秦国宁愿采用相对技术落后的青铜剑而不用较高技术的铁剑。原因是:一是那个时代打造铁兵器需要像欧冶子这样的大师,而这种人才非常少;二是那时候铁剑制造技术还不是很成熟,只达到硬度较低的低碳钢程度;三是打造铁兵器需要反复烧红折叠锻打,很费人力物力,特别是后期的淬火工序,更是刀剑的一次浴火重生,废品率极高,一些技艺水平不高的刀匠在淬火时候,10把刀烧裂了9把;四是而青铜器只需要铸造,短时间可完成,技术成熟质量较稳定,秦国打的是举国之战,标准化制造、便宜、实而不华的秦剑更适合统一战争。

削铁如泥是存在的,但是必须是削的物体的硬度和密度都比被削的物体明显的大才能做到。

最后咱们看几个锋利的刀剑的动图

▲仿古刀剑刺护甲

▲手杖剑砍草席

▲短剑砍铁丝

▲清刀(仿古)刺铁桶

▲大龙泉劈子弹

End

来源:材易通、中华刀剑、冷兵器研究所、直观学机械

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