Las dislocaciones solo avanzan en su plano de deslizamiento, si pueden hacerlo; ya que si encuentran algún impedimento, las dislocaciones se curvan, rodeando el obstáculo. Estas barreras pueden ser partículas precipitadas, defectos como límites de grano, etc. Por cada paso de la dislocación, se rompe un solo enlace que une los átomos, puesto que rompe uno, y une el que acaba de romper. Las dislocaciones se mueven cuando la tensión alcanzada es la suficiente, y se paran por precipitados (interfase en la que la red intercristalina no es igual, por lo que no puede pasar a través de ella), límites de grano, átomos de soluto (se asocian a las dislocaciones aumentando la tensión necesaria para su movimiento). El efecto Bauschinger, consiste en deformar un metal en una dirección hasta que se sobrepasa su límite de elasticidad (entrando en la zona plástica), e inmediatamente después deformar en la dirección contraria, como las dislocaciones del movimiento anterior movido, el límite elástico es más pequeño (el modulo elástico no cambia nunca, es siempre el mismo), las nuevas dislocaciones ayudan a moverse a las anteriores. Así, podemos ver que el límite elástico disminuye al cambiar la dirección de la tensión. Las dislocaciones del mismo signo se repelen, y las de signos contrarios se atraen. A mayor número de dislocaciones, la interacción entre ellas es mayor, por lo que moverla será más difícil y requerirá más fuerza, (sobre todo si se repelen). Si se forma un anillo de dislocaciones, al formarse el siguiente, como ha salido de la misma dislocación tiene el mismo signo, repelíéndose entre sí, y haciendo que al formarse un tercer anillo, la fuerza que este tiene que vencer es mucho mayor (la fuerza necesaria para formar el anillo, más la fuerza de repulsión. Por esto, al deformar plásticamente se mueve una dislocación, y al retirar el esfuerzo esa dislocación se queda fija, por lo que si aparecen más dislocaciones posterior mente, tendrán que ejercer un esfuerzo extra para mover la nueva dislocación, y empujar a las antiguas.

Endurecimiento por afino de grano

Una dislocación solo se puede mover a través de un cristal, y como éste es un límite de grano, hace de barrera. Así, con muchos límites de grano, tenemos muchos lugares en donde parar la dislocación. Las dislocaciones, se mueven en distintos planos (dependiendo de los granos), y los límites de bajo ángulo se pueden asimilar a una cadena de dislocaciones, pero que no pueden moverse a través de los límites de grano de gran ángulo. Al deformar en frio un metal policristalino isotrópico (granos aproximadamente equiaxiales y orientados al azar, cuyas propiedades son iguales en todas las direcciones), puede transformarse en anisotrópico, ya que la laminación, por ejemplo, produce cambios en la forma y en el tamaño de grano. Por esta razón el endurecimiento de un metal que no tenga granos equiaxiales, es distinto en cada dirección (anisotrópico). Con la ecuación de Hall-Petch representa el incremento del límite elástico en función del tamaño de grano.

Endurecimiento por solución sólida

Las impurezas distorsionan la matriz, y producen tensiones, que a su vez pueden ser una barrera al movimiento de las dislocaciones. Al introducir un átomo dentro de un hueco, en una red cristalina, el átomo deforma la red en mayor o menor medida, y esto ocurre porque la red tiene que alcanzar el equilibrio, por lo que cuando el átomo es más pequeño que el hueco, la red se contrae, y cuando es más grande, la red se expande para acoplar al átomo. Con estos movimientos de contracción y expansión, las dislocaciones no se mueven tanto, por lo que el material será más duro (por la distorsión de la red)
. La atmósfera de Cottrell pretendía explicar porque las dislocaciones quedan ancladas en algunos metales, siendo necesario un esfuerzo adicional para liberar dichas dislocaciones, y produciendo esto un endurecimiento. Su explicación es que una disolución tiene un campo de contracción, y de tracción, por lo que si una dislocación pasa cerca de un átomo de soluto, las tensiones existentes tienden a asociarse y a anularse (tracción y compresión se anulan entre sí), por lo que el sistema queda menos tensionado (con menor energía de asociación), por lo que para mover la dislocación se necesitaría el aporte extra de energía. Los aceros al carbono, poseen un doble límite elástico:
El acero deforma hasta un valor llamado límite elástico superior, y queda oscilando en un límite elástico inferior, tras esta oscilación, el acero continua deformando hasta la zona de deformación plástica. Para que el doble límite elástico aparezca, hace falta tiempo, ya que cambia dependiendo de la temperatura; a mayor temperatura, mayor difusión. Si realizamos el ensayo de tracción a temperatura ambiente, aparece el doble límite elástico. Si en un acero al carbono aplicamos una carga, y deformamos, retiramos la carga, e inmediatamente después volvemos a cargar otra vez, el doble límite elástico no aparece, ya que tendríamos que esperar un tiempo, como por ejemplo 2horas. Las bandas Luders son aquellas en las que al deslizarse las dislocaciones que están mejor situadas (ya que los átomos frenan algunas dislocaciones). Finalmente, todas las dislocaciones se liberan de los átomos de C, y comienzan a deformar plásticamente.

Endurecimiento por precipitación

Un precipitado es un elemento con diferente estructura cristalina, y con límite de grano; por esta razón, al tener límites de grano, (al igual que los solutos), las dislocaciones son entorpecidas por las precipitaciones. Contra más pequeño sea el precipitado y esté menos espaciado, más estorbo causará, ya que aunque la barrera sea la misma, habrá más cantidad de éstas, haciendo un material más duro y el límite elástico será mayor. A mayor cantidad de precipitados menor espaciado entre ellos, por lo que su límite elástico será mayor. La distancia entre precipitados, es donde la dislocación puede avanzar, pero tras varias deformaciones es más difícil el paso de las dislocaciones a través de precipitado. Dependiendo del cristal, el movimiento de las dislocaciones es distinto, por lo que tienen distintos límites elásticos. Si una dislocación llega a una cadena de precipitados, en un principio no puede atravesarlos, ya que solo puede avanzar entre las zonas que hay entre unos y otros; por este motivo, la dislocación avanza mediante los focos de Frank-Read (creando anillos). Así, la siguiente dislocación necesita tener más fuerza que la anterior, ya que ahora el precipitado tiene un anillo de dislocaciones, y al ser del mismo signo se produce una repulsión, con el consiguiente endurecimiento.

Endurecimiento por transformación martensítica

El endurecimiento por transformación martensítica es en otras palabras un cambio de la estructura. En la curva de transformación tiempo-temperatura, si enfriamos muy rápido, llegamos a la martensita. Algunas transformaciones martensíticas son más duras que la fase de la que partimos.