У лабораторних і заводських умовах застосовують різні способи визначення твердості металів для характеристики їх механічних властивостей. Твердість металів вимірюють за допомогою впливу на поверхню металу наконечника, виготовленого з мало деформуються матеріалу (тверда загартована сталь, алмаз, сапфір або твердий сплав) і має форму кульки, конуса, піраміди або голки. Існує кілька способів вимірювання твердості, що розрізняються за характером впливу наконечника. Твердість можна вимірювати вдавленням наконечника (спосіб вдавлення), царапаньем поверхні (спосіб дряпання), ударом або ж по відскоку наконечника-кульки. Твердість, певна царапаньем, характеризує опір руйнуванню (для більшості металів шляхом зрізу); твердість, певна по відскоку, характеризує пружні властивості; твердість, певна вдавленням, - опір пластичної деформації.
Найбільше застосування отримало вимір твердості вдавленням. В результаті вдавлення з досить великим навантаженням поверхневі шари металу, що знаходяться під наконечником і поблизу нього, пластично деформуються. Після зняття навантаження залишається відбиток. Особливість відбувається при цьому деформації полягає в тому, що вона протікає тільки в невеликому обсязі, оточеному недеформованому металом. В таких умовах випробування, близьких до всебічного нерівномірного стиску, виникають головним чином дотичні напруження, а частка напруг, що розтягують незначна в порівнянні з одержуваними при інших видах механічних випробувань (на розтягнення, вигин, крутіння, стиснення). При вимірюванні твердості вдавленням пластичну деформацію відчувають не тільки пластичні метали, а й метали (наприклад, чавун), які при звичайних механічних випробуваннях (на розтяг, стиск, кручення, вигин) руйнуються крихко майже без макроскопічно помітною пластичної деформації.
Таким чином, твердість характеризує опір пластичної деформації і являє собою механічне властивість металу, що відрізняється від інших ᴇᴦο механічних властивостей способом вимірювання.
Переваги вимірювання твердості следующіе˸
Подібна кількісна залежність не спостерігається для тендітних матеріалів, які при випробуваннях на розтяг (або стиск, вигин, крутіння) руйнуються без помітної пластичної деформації, а при вимірюванні твердості отримують пластичну деформацію. Однак в ряді випадків і для цих металів (наприклад, сірих чавунів) спостерігається якісна залежність між межею міцності і твердістю; зростанню твердості зазвичай відповідає збільшення межі міцності на стиск. За значеннями твердості можна визначати також і деякі пластичні властивості металів. Твердість, визначена вдавленням, характеризує також межа витривалості деяких металів, зокрема міді, дуралюмина і сталей в відпаленого стані.