原子平面可以从位错的一侧翻转到另一侧，有效地使位错穿过材料并使材料永久变形。这些位错允许的运动导致材料硬度降低。

　　抑制原子平面运动并使其更难的方法涉及位错之间以及间隙原子之间的相互作用。当一个位错与第二个位错相交时，它就不能再穿过晶格。位错的交叉形成了一个锚点，不允许原子平面继续相互滑动[10]位错也可以通过与间隙原子的相互作用来锚定。如果位错与两个或多个间隙原子接触，平面的滑移将再次被破坏。间隙原子以与相交位错相同的方式产生锚点或钉扎点。

　　通过改变间隙原子的存在和位错的密度，可以控制特定金属的硬度。虽然看似违反直觉，但随着位错密度的增加，会产生更多的交点，从而产生更多的锚点。同样，随着间隙原子的增加，会形成更多阻碍位错运动的钉扎点。因此，添加的锚点越多，材料就越硬。

　　应仔细注意硬度值与材料表现出的应力-应变曲线之间的关系。后者通常通过拉伸试验获得，可以捕捉到材料(在大多数情况下是金属)的完整塑性响应。事实上，这是(真实)von Mises塑性应变对(真实)von Mises应力的依赖关系，但这很容易从标称应力-标称应变曲线(在颈缩前状态下)中获得，这是拉伸试验的直接结果。这种关系可用于描述材料对几乎任何负载情况的反应，通常使用有限元法(FEM)。这适用于压痕试验的结果(具有给定尺寸和形状的压头，以及给定的施加载荷)。

　　然而，虽然硬度值取决于应力-应变关系，但从前者推断后者远非简单，在传统硬度测试中也没有以任何严格的方式进行尝试。(事实上，压痕塑性测定技术涉及压痕试验的迭代有限元建模，确实允许通过压痕获得应力-应变曲线，但这超出了传统硬度测试的范围。)硬度值只是抵抗塑性变形的半定量指标。尽管硬度在大多数类型的测试中都以类似的方式定义——通常是负载除以接触面积——但对于不同类型的测试，甚至对于施加不同负载的同一测试，特定材料获得的数字也是不同的。尝试有时制定[11][12][13][14][15]，以确定简单的分析表达式，这些表达式允许从特定类型的硬度值中获得应力-应变曲线的特征，特别是屈服应力和极限拉伸应力(UTS)。然而，这些都是基于经验相关性，通常特定于特定类型的合金：即使有这样的限制，获得的值也往往非常不可靠。潜在的问题是，具有屈服应力和加工硬化特性的一系列组合的金属可以表现出相同的硬度值。在将硬度值用于任何定量目的时，充其量应该相当谨慎。