古羅馬鐵與秦朝青銅劍、戰國劍兵器的比較誰更勝一籌！

有關青銅時代中西方青銅劍的優劣，應先回顧一下戰國劍兵器之秦劍，含鉛甚微的秦劍和走高鉛邪路的西方青銅完全不同，含量合理的銅錫比率使秦劍的韌性和強度結合的恰倒好處，鄂洲博物館的董亞巍先生複製過戰國劍兵器之古代秦劍，發現按當時的制劍技術製造的戰國劍兵器之秦劍內韌外堅，內部的硬度卻相對來說低了不少，雖然沒有給出戰國劍兵器內部的伸長率，不過可以根據更早時期戰國劍兵器使用相似技術製作的戈類比，在雲南出土的這種戈分析表明戰國劍兵器外鍍層的錫鉛含量較高，銅的含量相對於戈體內部來說比較少，戈體內銅的含量相對均勻，錫的含量在8%到18%之間由外到內錫的含量逐漸減少。

可見戰國劍兵器由於鑄造時內外冷卻速度不同，使內外金相組織不同進而影響了錫的分布，內部的錫含量低到8%，根據青銅錫含量和性能關係曲線（《純銅及其銅合金》《冶金叢刊》1998年06期），這個錫含量的青銅塑性剛好達到峰頂，約33%左右，可見韌性是非常好的。

可見戰國劍兵器之秦朝的寶劍確實是內韌外堅。

外部的硬度，兵馬俑中出土的戰國劍兵器之秦劍檢測數據是106HRB，約296HV。

（《秦俑坑出土的兵器》《絲綢之路》1999年01期）。

鄂州博物館的董亞巍研究員複製的戰國青銅劍，用18％錫含量，5％鉛含量（這個鉛含量用高了，秦劍含鉛量平均在1%以下，因此硬度和韌性更高一些）實驗結果證實，這種青銅劍內韌外堅，外部硬度約290HV，可以印證兵馬俑秦劍的檢測結果。

（《戰國青銅劍的鑄制技術及「削殺矢之齊」研究》《全國第六屆科技考古論文集》2003年8月）

那麼來看看同時期或者更晚時期西方的鐵劍：由於西方錫比較缺乏，要從非洲腹地運來，因此他們比較早就使用鐵器了，儘管這時的鐵性能並不比青銅有優勢。

古代西方一直沒有開發出鑄鐵柔化技術和炒鋼技術，兵器一直使用塊煉鐵，塊煉鐵是鐵礦石在較低溫度下還原而成，形成比較純的鐵顆粒和礦渣，呈海綿狀，雖然鐵顆粒的純度比較高，但雜質聚合成大量的礦渣分布期間，需要大量鍛打將礦渣排出，但鍛打也有極限，不能超過二三十次，這裡還有金屬疲勞問題，所以塊煉鐵製品整體來說還是含有比較多的雜質，如古希臘塊煉鐵製作的鋼裡面的礦渣比較多，有的礦渣達上百微米。

礦渣的存在嚴重影響了鐵器性能，對韌性和強度都大大不利。

當時西歐最好的鐵出在西班牙，因為那裡有很好的鐵礦，下面的圖片是書的掃描，從西班牙Almedvilla墓出土的鐵劍含碳極少，屬於熟鐵，硬度僅有95~135HV。

還不到秦劍的一半。

另外的一把劍含碳稍高，約0.2%~0.3%，但它的硬度也只有70~117HV。

可這已經是公元前二世紀了，已經到中國西漢時期，環首鐵刀已經開始取代劍，各種滲碳技術、熱處理技術已經大量使用了。

兩把Basel博物館裡的凱爾特長劍，「not very much better"，一個含碳量0.04～0.1％，也是熟鐵，不過硬度達到160～191HV，另一個相對「well piled"，含碳量0.15～0.5％，最高硬度達到286HV，確實和秦劍相差無幾。

不過這把劍已經是頂尖的精品了，「This is very much better than any of the other weapons......"它們也是沒有經過熱處理的「No attempt had been made at heat-treatment"對湖南長沙楊家山出土的春秋晚期鋼劍的分析表明，其含碳量為0.5%左右屬塊煉鐵滲碳鋼製品，其年代為公元前6世紀左右。

看來西方的鐵兵器出現的是比較早，可是碳含量太少，根本不是鋼，所以中國使用鋼兵器甚至還早於多數西方地區。

再看羅馬的：著名的羅馬短劍Gladius和公元2世紀後出現的長劍Spatha都是沒有經過熱處理的，德國地區出土的Gladius雖然內外含碳量不同，但硬度都沒有超過200HV的。

居然還沒有到秦劍的水平。

看來有些人又是撒謊的，羅馬的金屬熱處理技術其實很差。

居然鐵劍都不經過淬火，戰國時期燕下都出土的普通士兵用的鐵劍都經過淬火，而且上面提到的湖南長沙楊家山出土的春秋晚期鋼劍已經出現回火組織了，這是在淬火技術基礎上發展出來的熱處理技術。

這些都是比羅馬時代早，「對徐州獅子山楚王陵出土的4件鑿刀的金相分析表明,該4件鑿刀都經過對刀頭的局部淬火處理,以獲得刀頭硬、刀體韌的效果。

對在山東蒼山漢墓出土的環首鋼刀、陝西扶風漢墓鋼劍和漢代劉勝錯金書刀的分析也表明,這些刀劍僅在刃部觀察到馬氏體，劍的脊部未見淬火組織，可見我國先民至遲在公元前二世紀已掌握了局部淬火技術。

」

「……例如通過對易縣燕下都發掘的戰國晚期的矛和鏃鋌的分析發現,這兩件鐵器為塊煉鐵滲碳鋼產品,其含碳量分別為0 20%和0 25%,內部組織由鐵素體和珠光體構成,珠光體具有很寬的片間距,金相分析結果表明，這與今天的奧氏體在空冷即正火處理所獲得的組織相似……」 在古代淬火器物太硬,退火器物又太軟，採用冷卻速度適中的空冷，既省錢又省力。

我國漢代的工匠對鑄鐵脫碳得到的低碳鋼和中碳鋼製造的器具很多不用淬火，而採用這種工藝。

（唐電. 邱玉朗《中國古代金屬熱處理——試論退火、淬火、正火與回火》 《 材料熱處理學報 》 2001年02期 ）

公元前二世紀中國戰國劍兵器已經有局部淬火技術了，刃部經過淬火有很高的硬度，而脊部仍然保持很好的塑性和韌性。

到了東漢末年還出現了土包埋淬火，也就是將劍脊部分用黏土封住，這樣淬火時就僅有刃部分被淬火提高硬度，這種技術在明代之前使用比較普遍。

這種技術後來傳到了日本，日本刀至今還在使用這種技術。

在某人的一個帖子中極力推崇日本的這種土包埋淬火技術，並且以此嘲笑中國的局部淬火技術，殊不知日本人的這一套恰恰是跟我們老祖宗學的。

注意到了公元4世紀，羅馬的大多數鐵刃硬度還是沒有達到秦劍的水平，有兩把小刀的硬度達到369HV和720HV，後者接近HRC50，小刀小鑿這些都是生產或生活使用的，根本不是兵器，平時切切削削足夠了，用不著多大的韌性。

而兵器和小刀工具的要求是完全不同的。

羅馬的兵器到4世紀還是沒有經過熱處理， 對這點書上寫的也很清楚，為什麼兵器不熱處理：「presumably in order not to make it brittle"可見，是因為羅馬人無法解決兵器淬火後變脆的問題，他們沒有中國人早就有的局部淬火和回火等技術，雖然硬度不夠，但他們可以忍受。

但這是什麼時候了？戰國劍兵器之秦劍已經是600年前的技術了，要比也要和這時的中國比了。

中國已經到了東晉時期，百鍊鋼已經成熟了數百年，順便說一句，百鍊鋼技術並非失傳，知道上個世紀三十年代中國的北方很多地區製作的折花鋼劍就是百鍊鋼的傳世技術。

炒鋼技術的好處是沒有象塊煉鐵那樣的礦渣，質地均勻，雜質很少，如《扶風漢代鋼劍的科技分析》《考古與文物》1999年03期上的這把公元前的戰國劍兵器之鋼劍，即使使用掃描電子顯微鏡能譜儀這種高靈敏度的儀器進行分析，發現該劍心部矽、錳、磷、硫都含量甚微甚至未有顯示。

這是因為我們的祖先早在戰國時期就已經知道在冶煉的時候加入石灰等鹼性物質,不僅能夠脫矽,也能脫硫磷.而古代西方一直都沒有解決這個問題，中世紀歐洲即使是鋼也含有大量的硫,這對鋼的韌性和強度都大大不利,這個問題西方直到近代才解決。

西漢鐵生溝遺址出土的炒鋼料含碳1.288%、矽0.231%、錳0.017%、磷0.024%、硫0.022%，硫磷的含量降低到現代高級優質鋼的標準（含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%）。

同時出土的另一塊熟鐵料含碳0.048%、矽2.35%、錳微量、磷0.154%、硫0.012%，也達到了現代熟鐵的標準，這個熟鐵是作為鐵器的鍛打原坯，在鍛打過程中鐵料在紅熱狀態下暴露在空氣里，使硫、磷雜質進一步氧化脫除，而且鍛打能使碳、硫、磷遷移富集，「造渣」形式脫除。

所以中國的鋼劍成品的有害物質硫磷的含量降低到檢測不出來。

對於99.76%都是高硫磷礦的中國本土礦石來說，中國人以自己的智慧彌補了自然造化的不足，而不是像印度歐洲一樣拜天所賜有直接獲得高質量鐵礦石的便利，這是非常難能可貴的。

公元前4世紀戰國燕下都遺址的普通士兵用的戰國劍兵器之鋼劍，由含碳量0.5～0.6％的高碳層和0.15～0.2％的低碳層多層相間組成，其製作方法是不同含碳量的塊煉鐵薄片對摺疊合在一起鍛打成型，經900度淬火，得到剛柔相濟的效果。

劍芯部索氏體較多，刃部馬氏體較多，內韌外堅。

刃部硬度達到530HV，遠比六百年後的羅馬劍高的多。

公元前2世紀西漢劉勝墓的錯金書刀，也是低碳鋼滲碳疊打而成，經過表面滲碳，最後局部淬火，刃部硬度570HV，刀背表面硬度260HV,芯部硬度HV140。

也是內韌外堅。

劉勝的佩劍刃長達86.5厘米，寬3.4厘米，也是疊合鍛打滲碳和局部淬火，每層鋼層厚度僅為0.05～0.1CM,已經是花紋鋼了，刃部硬度達900～1170HV，比日本刀還硬，芯部硬度220～300HV，韌性是相當好的。

（《中國古代塊煉鐵技術》《粉末冶金材料科學與工程》 1999年01期）這些都是公元前2世紀之前的中國鐵兵器，不僅同時期的著名的西班牙和凱爾特鐵劍沒得比，就連五六百年後的羅馬劍也遠不能望其項背。

公元4世紀，中國的鋼鐵發展到什麼程度，我就不必多說了，大家隨便搜搜就是一大堆資料，拿來比較比較吧。

秦劍的韌性，我帖子一開頭就講了，根據春秋時期戈的理化分析，青銅內部的含錫量低到8％，對應的塑性達到33％，比西方鉛青銅劍高了10倍多， 所以韌性對於秦劍來說是根本沒有問題的。

至於抗壓，抗拉，這是強度指標，秦劍外部含錫量17~20%,根據那個曲線，也正是處於強度頂峰位置。

而到公元前2世紀，著名的凱爾特長劍還是用熟鐵來做，因性能好而著稱的西班牙鐵劍更是如此，硬度低的可憐，而且質量也參差不齊。

看來西方人對鐵器處理的各種技術並沒有熟練掌握,不僅鍛打不充分，而且熱處理技術跟本就沒有應用，看來這點有些人的說法是太抬舉他們了，抬舉的有點撒謊了。

而且這種熟鐵劍由於是塊煉鐵製作，看來是沒有經過充分的鍛打的，不然含碳量不會如此低，因而內部肯定存在大量的礦渣，是不能指望它有多好的強度和塑性的。

如上面那個含碳量0.2～0.3％的西班牙劍，硬度僅為秦劍的1/3，比另一把0.04～0.1％含碳量的劍還低不少，看來就是內部的礦渣使然。

從前說西方士兵用熟鐵做的鐵劍打仗，一刺就彎，要用腳踩直再刺，根據上面的數據，看來這個說法完全可信。

這樣的武器來對付比這還早的秦軍，結果可想而知。

而羅馬劍到了4世紀居然還不經過熱處理，真讓人感到奇怪。

羅馬的少數工具用鐵確實是經過淬火的，如上面提到的那兩把4世紀的工具用小刀。

有人也以羅馬的小刀小鑿用過淬火為證據來猜測羅馬劍也是一定經過熱處理的，結果忽悠出羅馬短劍刃的硬度達到55HRC。

現在看來這確實是胡說了，羅馬人為什麼「偏愛」短劍也是這個原因，有人說他們一手執盾所以劍不能長，但根本不是這個原因，30多厘米長的刃，即使拿盾也確實不順手，而且要刺殺只能貼身肉搏，這是很危險的，刃長60厘米以上才符合人體工學，刺殺用著才順手。

他們的鐵太軟，劍又是主要用於刺，所以不能做長，如此軟如果稍微長一點就更容易刺彎。

所以羅馬人只能如此將就，他們的短劍一直都不能砍，也有這方面的因素。

刺殺愷撒的是多個人圍住一起刺，身中多劍才死，布魯圖拿的是短匕首，當然越短越不容易彎。

凱爾特長劍全長也不過60多厘米，前面的數據表明他們的鐵也是比較軟，不過比西班牙劍和羅馬劍還是要硬一些，故能做的稍長，不過這個長度比起秦劍以及一米多長的楚國燕國的鐵劍，可是差太多了。

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