表层金属材料在外力作用下，原子离开原来的平衡位置，原子间距离增大而产生了变形。在拉应力作用下，原子间距增大，原子间的排斥力减小，吸引必然增大，超过排斥力的吸引力和拉应力相平衡。在压应力作用下，原子间距缩短，排斥力便大于吸引力，多余的排斥力与压应力建立新的平衡。当外力停止作用后，应力消失，变形也随之消失。金属的这种变形称为弹性变形。
当外力增加时，原子进一步远离其平衡位置，首先发生弹性变形，当外力使金属的内应力超过屈服点后，变形逐渐过渡到塑性变形。由于此时原子移动了原子间距离的数倍，原子移到了新的平衡位置，重新处于稳定状态，即使外力停止作用，金属的变形并不消失。金属的这种变形称为塑性变形。当外力继续作用或增加时，金属材料的变形将进一步增大，从而得到一定的变形量晶体在受到正应力时是不会产生塑性变形的，而是由弹性变形直接过渡到脆性断裂。当这种金属的形变仅发生在来料的表面时，称之为表层变形 。
