本文探讨首先需要明确一个概念,即可防御指数=厚度*硬度,这可以综合考量盔甲在厚度和硬度两个维度上的防护性能。废话不多说,内容如下:
汉代盔甲的防御指数
长安武库(《汉长安城武库 中国田野考古报告集》):
厚度0.5-2mm之间,1mm较多。熟铁制成。
由于具体硬度未知,我们只能依靠下表了解:

【钢铁含碳量和硬度的关系】
由于没写是淬火,也没提到冷锻,所以参考air cooled这条线,熟铁的含碳量在0.02%以下,基本对标最低的点,也就是约60hv。那么长安武库的甲片防御指数就在30-120。
满城汉墓(《满城汉墓发掘报告上册》):
甲片厚1mm,熟铁(含碳量不超过0.08%)热锻而成。
硬度同样参考上表,含碳量我们取最高值0.08%,那么硬度就在80hv左右,防御指数在80。
徐州狮子山(《徐州狮子山西汉楚王陵出土铁甲胄的清理与复原研究》、《徐州狮子山西汉楚王陵出土铁器的金相实验研究_陈建立》):
报告的厚度在1-3.5mm(1-1.2mm,2-2.5m居多)但是这是锈蚀的结果而不是原物厚度,具体参考我以前写的帖子。2mm实际上大概就1.2mm厚,按照同样的比例缩减,厚度当在0.6-2.1mm。
一共有6块甲片,其中2436-1和2436-2号甲片有冷锻,含碳量一个在0.1-0.12%一个在0.06-0.1%,如果未经冷锻硬度大概在80hv左右,我们姑且认为冷锻后硬度提升较大,让硬度翻倍,那么硬度就在160hv,剩余4个均未冷锻和淬火含碳量在0.2-0.5%,参考上表硬度在120-150hv。那么防御指数就在72-336。

西汉齐王墓(《西汉齐王墓随葬器物坑_贾振国》):
甲片厚度1mm,金相数据未知
北京昌平马刨泉长城戍所遗址(《北京昌平马刨泉长城戍所遗址出土铁器的实验研究——兼论炒钢工艺的一种判据》):
甲片含碳量小于0.1%,炒钢制作,厚度未知,可以参考上面1mm居多以及齐王墓甲片1mm的情况,推知防御指数在80左右。
呼和浩特二十家子汉甲(《呼和浩特二十家子古城出土的西汉铁甲_陆思贤》):
没有给出测量的厚度,但我们以II型(长方形)甲片来计算的话,可知重30g,密度取7.85g/cm3,长275px、宽85px,经过计算可以得知厚度约1mm。
材质大体是低碳钢,但表面是铁素体(即熟铁),中间是铁素体+珠光体(低碳钢),中间含碳量0.1%-0.15%,块炼铁锻打。参考上表硬度大概在100hv,防御指数100。
综上所述,汉代这些盔甲的防御指数在30-336的范围,其中大多数在70-120。
罗马盔甲的防御指数:
《the production of roman ferrous armour a metallographic survey of material from britain denmark and germany and its implications》提供的罗马盔甲金相检测数据统计:
100-200hv:18个(14个超过150hv)
200-300hv:18个
300-400hv:4个
最低值124hv,最高值437hv
由此可知整体硬度水平是高于汉代的,不过罗马盔甲普遍存在较薄的问题,所以我们依旧需要通过个例分析:
为了方便,我们剔除了锁子甲,可知如下几个数据:
日耳曼的Xanten的头盔(91.8.002):0.39mm厚,硬度平均210hv,防御指数82
日耳曼的Xanten的头盔(91.17.0081):0.9mm厚,硬度平均260hv,防御指数234
日耳曼的Xanten的头盔(91.17.008):0.4mm厚,硬度平均272hv,防御指数109
日耳曼的盾帽(87.7.016):0.64mm厚,硬度平均182hv,防御指数116
英格兰Carlisle臂甲:0.87mm厚,硬度238-258hv,防御指数207-224
英格兰Carlisle鳞甲片(3976):0.5mm厚,硬度182hv,防御指数91
英格兰Carlisle鳞甲片(3978):0.37mm厚,硬度平均236hv,防御指数87
英格兰Carlisle鳞甲片(3978MIL5 Frag A):1.2mm厚,硬度平均286hv,防御指数343
英格兰Doncaster的盾帽:1mm厚,硬度平均136hv,防御指数136
英格兰london的盾帽:1.1mm厚,硬度平均198hv,防御指数217
英格兰vindolanda的头盔:1.17mm厚,硬度313-325hv,防御指数366-380
英格兰vindolanda的甲片(1508):0.5mm厚,硬度210hv,防御指数105
英格兰vindolanda的甲片(2199A):0.6mm厚,硬度240hv,防御指数144
英格兰vindolanda的甲片(3662):0.8mm厚,硬度197hv,防御指数157
英格兰vindolanda的甲片(4141):0.8mm厚,硬度193hv,防御指数154
英格兰vindolanda的甲片(4544):0.6mm厚,硬度208hv,防御指数124
英格兰vindolanda的甲片(4558A):0.6mm厚,硬度130hv,防御指数78
英格兰vindolanda的甲片(4558B):0.75mm厚,硬度193hv,防御指数144
英格兰vindolanda的甲片(4560):0.5mm厚,硬度138hv,防御指数69
英格兰vindolanda的甲片(4672):0.7mm厚,硬度平均227hv,防御指数158
英格兰vindolanda的甲片(5073):1.7mm厚,硬度平均173hv,防御指数294
英格兰vindolanda的甲片(5187):1mm厚,硬度128hv,防御指数128
英格兰vindolanda的甲片(5534A):2.1mm厚,硬度296hv,防御指数621
英格兰vindolanda的盾帽:0.65mm厚,硬度183hv,防御指数119
苏格兰Cramond的甲片(CR77.1,#2):0.3mm厚,硬度270hv,防御指数81
苏格兰Cramond的甲片(CR77.1,#3):0.4mm厚,硬度平均124hv,防御指数49
苏格兰Cramond的甲片(CR77.1,#5):0.4mm厚,硬度178hv,防御指数71
苏格兰Newstead的臂甲:0.92mm厚,硬度219hv,防御指数201
苏格兰Newstead盾帽(FRA 165):2mm厚,硬度210hv,防御指数420
由上述内容可知,29个样本的罗马盔甲的防御指数范围在49-621之间,上限和下限均高于汉代水平。其中低于100有8个(27.5%),大多集中在70-90范围;100-200的有12个(41.4%),不低于105,8个超过120;200-300有5个(17.2%);300-400的有2个(6.9%);400的1个;600的1个。由此可知罗马盔甲大多数防御指数在100以上(72.5%)且200以上仍可达31.1%,低于120的有12个,占比41.4%,换言之,近6成(59.6%)的罗马盔甲防御指数要高于汉代盔甲的普遍水平(70-120)在防御指数高于汉代的情况下,厚度平均要比汉代低,换言之负重压力也大大减少,孰优孰劣,一目了然。
汉代盔甲的防御指数
长安武库(《汉长安城武库 中国田野考古报告集》):
厚度0.5-2mm之间,1mm较多。熟铁制成。
由于具体硬度未知,我们只能依靠下表了解:

【钢铁含碳量和硬度的关系】
由于没写是淬火,也没提到冷锻,所以参考air cooled这条线,熟铁的含碳量在0.02%以下,基本对标最低的点,也就是约60hv。那么长安武库的甲片防御指数就在30-120。
满城汉墓(《满城汉墓发掘报告上册》):
甲片厚1mm,熟铁(含碳量不超过0.08%)热锻而成。
硬度同样参考上表,含碳量我们取最高值0.08%,那么硬度就在80hv左右,防御指数在80。
徐州狮子山(《徐州狮子山西汉楚王陵出土铁甲胄的清理与复原研究》、《徐州狮子山西汉楚王陵出土铁器的金相实验研究_陈建立》):
报告的厚度在1-3.5mm(1-1.2mm,2-2.5m居多)但是这是锈蚀的结果而不是原物厚度,具体参考我以前写的帖子。2mm实际上大概就1.2mm厚,按照同样的比例缩减,厚度当在0.6-2.1mm。
一共有6块甲片,其中2436-1和2436-2号甲片有冷锻,含碳量一个在0.1-0.12%一个在0.06-0.1%,如果未经冷锻硬度大概在80hv左右,我们姑且认为冷锻后硬度提升较大,让硬度翻倍,那么硬度就在160hv,剩余4个均未冷锻和淬火含碳量在0.2-0.5%,参考上表硬度在120-150hv。那么防御指数就在72-336。

西汉齐王墓(《西汉齐王墓随葬器物坑_贾振国》):
甲片厚度1mm,金相数据未知
北京昌平马刨泉长城戍所遗址(《北京昌平马刨泉长城戍所遗址出土铁器的实验研究——兼论炒钢工艺的一种判据》):
甲片含碳量小于0.1%,炒钢制作,厚度未知,可以参考上面1mm居多以及齐王墓甲片1mm的情况,推知防御指数在80左右。
呼和浩特二十家子汉甲(《呼和浩特二十家子古城出土的西汉铁甲_陆思贤》):
没有给出测量的厚度,但我们以II型(长方形)甲片来计算的话,可知重30g,密度取7.85g/cm3,长275px、宽85px,经过计算可以得知厚度约1mm。
材质大体是低碳钢,但表面是铁素体(即熟铁),中间是铁素体+珠光体(低碳钢),中间含碳量0.1%-0.15%,块炼铁锻打。参考上表硬度大概在100hv,防御指数100。
综上所述,汉代这些盔甲的防御指数在30-336的范围,其中大多数在70-120。
罗马盔甲的防御指数:
《the production of roman ferrous armour a metallographic survey of material from britain denmark and germany and its implications》提供的罗马盔甲金相检测数据统计:
100-200hv:18个(14个超过150hv)
200-300hv:18个
300-400hv:4个
最低值124hv,最高值437hv
由此可知整体硬度水平是高于汉代的,不过罗马盔甲普遍存在较薄的问题,所以我们依旧需要通过个例分析:
为了方便,我们剔除了锁子甲,可知如下几个数据:
日耳曼的Xanten的头盔(91.8.002):0.39mm厚,硬度平均210hv,防御指数82
日耳曼的Xanten的头盔(91.17.0081):0.9mm厚,硬度平均260hv,防御指数234
日耳曼的Xanten的头盔(91.17.008):0.4mm厚,硬度平均272hv,防御指数109
日耳曼的盾帽(87.7.016):0.64mm厚,硬度平均182hv,防御指数116
英格兰Carlisle臂甲:0.87mm厚,硬度238-258hv,防御指数207-224
英格兰Carlisle鳞甲片(3976):0.5mm厚,硬度182hv,防御指数91
英格兰Carlisle鳞甲片(3978):0.37mm厚,硬度平均236hv,防御指数87
英格兰Carlisle鳞甲片(3978MIL5 Frag A):1.2mm厚,硬度平均286hv,防御指数343
英格兰Doncaster的盾帽:1mm厚,硬度平均136hv,防御指数136
英格兰london的盾帽:1.1mm厚,硬度平均198hv,防御指数217
英格兰vindolanda的头盔:1.17mm厚,硬度313-325hv,防御指数366-380
英格兰vindolanda的甲片(1508):0.5mm厚,硬度210hv,防御指数105
英格兰vindolanda的甲片(2199A):0.6mm厚,硬度240hv,防御指数144
英格兰vindolanda的甲片(3662):0.8mm厚,硬度197hv,防御指数157
英格兰vindolanda的甲片(4141):0.8mm厚,硬度193hv,防御指数154
英格兰vindolanda的甲片(4544):0.6mm厚,硬度208hv,防御指数124
英格兰vindolanda的甲片(4558A):0.6mm厚,硬度130hv,防御指数78
英格兰vindolanda的甲片(4558B):0.75mm厚,硬度193hv,防御指数144
英格兰vindolanda的甲片(4560):0.5mm厚,硬度138hv,防御指数69
英格兰vindolanda的甲片(4672):0.7mm厚,硬度平均227hv,防御指数158
英格兰vindolanda的甲片(5073):1.7mm厚,硬度平均173hv,防御指数294
英格兰vindolanda的甲片(5187):1mm厚,硬度128hv,防御指数128
英格兰vindolanda的甲片(5534A):2.1mm厚,硬度296hv,防御指数621
英格兰vindolanda的盾帽:0.65mm厚,硬度183hv,防御指数119
苏格兰Cramond的甲片(CR77.1,#2):0.3mm厚,硬度270hv,防御指数81
苏格兰Cramond的甲片(CR77.1,#3):0.4mm厚,硬度平均124hv,防御指数49
苏格兰Cramond的甲片(CR77.1,#5):0.4mm厚,硬度178hv,防御指数71
苏格兰Newstead的臂甲:0.92mm厚,硬度219hv,防御指数201
苏格兰Newstead盾帽(FRA 165):2mm厚,硬度210hv,防御指数420
由上述内容可知,29个样本的罗马盔甲的防御指数范围在49-621之间,上限和下限均高于汉代水平。其中低于100有8个(27.5%),大多集中在70-90范围;100-200的有12个(41.4%),不低于105,8个超过120;200-300有5个(17.2%);300-400的有2个(6.9%);400的1个;600的1个。由此可知罗马盔甲大多数防御指数在100以上(72.5%)且200以上仍可达31.1%,低于120的有12个,占比41.4%,换言之,近6成(59.6%)的罗马盔甲防御指数要高于汉代盔甲的普遍水平(70-120)在防御指数高于汉代的情况下,厚度平均要比汉代低,换言之负重压力也大大减少,孰优孰劣,一目了然。