原子平面可以從位錯(cuò)的一側(cè)翻轉(zhuǎn)到另一側(cè)，有效地使位錯(cuò)穿過(guò)材料并使材料永久變形。這些位錯(cuò)允許的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致材料硬度降低。

　　抑制原子平面運(yùn)動(dòng)并使其更難的方法涉及位錯(cuò)之間以及間隙原子之間的相互作用。當(dāng)一個(gè)位錯(cuò)與第二個(gè)位錯(cuò)相交時(shí)，它就不能再穿過(guò)晶格。位錯(cuò)的交叉形成了一個(gè)錨點(diǎn)，不允許原子平面繼續(xù)相互滑動(dòng)[10]位錯(cuò)也可以通過(guò)與間隙原子的相互作用來(lái)錨定。如果位錯(cuò)與兩個(gè)或多個(gè)間隙原子接觸，平面的滑移將再次被破壞。間隙原子以與相交位錯(cuò)相同的方式產(chǎn)生錨點(diǎn)或釘扎點(diǎn)。

　　通過(guò)改變間隙原子的存在和位錯(cuò)的密度，可以控制特定金屬的硬度。雖然看似違反直覺(jué)，但隨著位錯(cuò)密度的增加，會(huì)產(chǎn)生更多的交點(diǎn)，從而產(chǎn)生更多的錨點(diǎn)。同樣，隨著間隙原子的增加，會(huì)形成更多阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的釘扎點(diǎn)。因此，添加的錨點(diǎn)越多，材料就越硬。

　　應(yīng)仔細(xì)注意硬度值與材料表現(xiàn)出的應(yīng)力-應(yīng)變曲線之間的關(guān)系。后者通常通過(guò)拉伸試驗(yàn)獲得，可以捕捉到材料(在大多數(shù)情況下是金屬)的完整塑性響應(yīng)。事實(shí)上，這是(真實(shí))von Mises塑性應(yīng)變對(duì)(真實(shí))von Mises應(yīng)力的依賴關(guān)系，但這很容易從標(biāo)稱應(yīng)力-標(biāo)稱應(yīng)變曲線(在頸縮前狀態(tài)下)中獲得，這是拉伸試驗(yàn)的直接結(jié)果。這種關(guān)系可用于描述材料對(duì)幾乎任何負(fù)載情況的反應(yīng)，通常使用有限元法(FEM)。這適用于壓痕試驗(yàn)的結(jié)果(具有給定尺寸和形狀的壓頭，以及給定的施加載荷)。

　　然而，雖然硬度值取決于應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，但從前者推斷后者遠(yuǎn)非簡(jiǎn)單，在傳統(tǒng)硬度測(cè)試中也沒(méi)有以任何嚴(yán)格的方式進(jìn)行嘗試。(事實(shí)上，壓痕塑性測(cè)定技術(shù)涉及壓痕試驗(yàn)的迭代有限元建模，確實(shí)允許通過(guò)壓痕獲得應(yīng)力-應(yīng)變曲線，但這超出了傳統(tǒng)硬度測(cè)試的范圍。)硬度值只是抵抗塑性變形的半定量指標(biāo)。盡管硬度在大多數(shù)類型的測(cè)試中都以類似的方式定義——通常是負(fù)載除以接觸面積——但對(duì)于不同類型的測(cè)試，甚至對(duì)于施加不同負(fù)載的同一測(cè)試，特定材料獲得的數(shù)字也是不同的。嘗試有時(shí)制定[11][12][13][14][15]，以確定簡(jiǎn)單的分析表達(dá)式，這些表達(dá)式允許從特定類型的硬度值中獲得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的特征，特別是屈服應(yīng)力和極限拉伸應(yīng)力(UTS)。然而，這些都是基于經(jīng)驗(yàn)相關(guān)性，通常特定于特定類型的合金：即使有這樣的限制，獲得的值也往往非常不可靠。潛在的問(wèn)題是，具有屈服應(yīng)力和加工硬化特性的一系列組合的金屬可以表現(xiàn)出相同的硬度值。在將硬度值用于任何定量目的時(shí)，充其量應(yīng)該相當(dāng)謹(jǐn)慎。