使用球形压头对金属材料表面施加试验力得到不同的压入深度，同时连续记录其压入试验力-深度曲线。压痕结果中表明了材料的应力应变关系。因此从压痕形状得到应变硬化指数和压痕半径，并通过几何关系获得表征真应变;通过压入试验力和压痕接触面积获得表征真应力;从而建立金属材料的表征真应力和表征真应变关系。并通过弹塑性曲线分段点确定压痕屈服强度，通过压痕不稳定原理得到压痕抗拉强度。