معمولاَ اصطلاح سختي به خاصيت اجسام در مقابل نفوذ جسم ديگري به سطح آنها و    ميز ان مقاومت و نفوذپذيري آنها اطلاق مي شود.
رايج ترين آزمايش سختي، مشتمل بر حركت يك جسم نفوذ كننده و يا فرو رونده بداخل جسم مورد آزمايش و ثبت نيروي لازم براي اين كار و يا اندازه گيري مقدار فرو رفتگي در برابر يك نيروي معين مي باشد، كه اين ازمايش، آزمايش سختي فرو روندگي ناميده          مي شود. چنانچه جرم معيني از يك ارتفاع مشخص بر روي سطح قطعه(که خاصيت الاستيک زيادي دارد) مورد آزمايش انداخته شود و مقدار واجهش آن جرم معين اندازه گرفته شود، به اين آزمايش، آزمون سختي واجهشي گفته مي شود. ساده ترين نوع سختي سنجي، خراشيدن سطح جسم نمونه به وسيله يك سوهان مي باشد. مقدار خراشهاي ايجاد شده از نظر كمي و كيفي نشان دهنده ميزان سختي نسبي جسم خواهد بود. مقدار ساييدگي سطح جسم تحت شرايط تعيين شده، به عنوان سختي سايشي و مقاومت در مقابل سايش ناميده مي شود.

اصول
اصول سختي سنجي بر پايه اندازه گيري مقاومت جسم در مقابل فرو رفتگي است كه اساس و مبناي دستگاههاي اندازه گيري مختلف مي باشد. ابزار فرو رونده، در جسم، در آزمون سخت سنجي ممكن است به صورت ساچمه، مخروط ناقص، يك سطح و يا هرم باشد كه معمولا از فولاد سخت يا الماس ساخته شده و تحت يك نيروي ايستا (استاتيك) بكار برده مي شود.
در سختي سنجي فرو روندگي، به دو طريق ممكن است سختي را اندازه گيري نمود. يا باري كه بايستي تا عمق معيني فرو رفتگي را ايجاد نمايد، اندازه گيري مي شود و يا مقدار گودي ايجاد شده توسط يك بار مشخص اندازه گرفته خواهد شد. در آزمايش واجهش ، يك بار متحرك و يا ضربه اي بر روي سطح قطعه مورد آزمايش انداخته مي شود.
 مقدار واجهش اندازه گرفته شده، سختي قطعه مورد آزمايش را نشان مي دهد. شايد متداول ترين آزمايش هاي سختي سنجي بر روي فلزات، آزمونهاي برينل و راكول باشد، هر چند انواع آزمايشات سختي سنجي ديگري نيز امروزه با توجه به زياد شدن فولادهاي سخت و سخت تر شدن سطوح فولادها مورد استفاده قرار گرفته اند.
 اين آزمايشات شامل سختي سنج شور، و يكرز، مونوترون (آزمايش با گلوله الماس)، راكول سوپرفيشيال (سختي سطحي راكول) و سختي سنج هربرت مي باشد.
همچنين لزوم تعيين سختي قطعات بسيار نازك، قطعات بسيار ريز و تعيين گراديان سختي (افت نسبي سختي) در فواصل بسيار كم و در لايه هاي نازك، سبب ابداع دستگاههاي ريز سختي سنج ها مثل ريز سختي سنج توپ شده است. در ادامه، چند نمونه از دستگاههاي سختي سنج و نحوه آزمايش با آنها، به عنوان نمونه و مثالي از روش، اصول و تجهيزاتي كه در تعيين سختي مواد كاربرد دارند، شرح داده مي شود.

تجهيزات و روش
آزمايش برينل:
يكي از قديمي ترين آزمايشات سختي سنجي، آزمايش برينل مي باشد. اين آزمايش، يك آزمون سختي سنجي ايستايي مي باشد كه عبارتست از فشردن يك ساچمه فولادي سخت بر روي سطح يك قطعه نمونه.
در اين آزمون معمولاَ از يك ساچمه به قطر 10 ميلي متر از جنس فولاد سخت و يا كربور تنگستن، براي اعمال يك بار بر روي سطح ماده استفاده مي شود كه براي فلزات سخت، مقدار بار 3000 كيلوگرم، براي فلزات نيمه سخت 1500 كيلوگرم و براي نرم 500 كيلوگرم و يا كمتر مي باشد.

تفاوت انواع مختلف اين دستگاهها به شرح زير است: 
1-روش وارد آوردن بار، به عنوان مثال اعمال نيرو توسط فشار روغن، چرخ دنده و پيچ و يا استفاده از اهرم و وزنه.
2-روش اجراي عمليات، به عنوان مثال استفاده از نيروي دست و يا نيروي ماشين.
3-روش اندازه گيري بار وارده، به عنوان مثال استفاده از پيستون و وزنه، فشار سنج بوردون، نيروسنج و يا اهرم و وزنه.
4-اندازه دستگاه، براي مثال دستگاه بزرگ و يا دستگاه كوچك (سيار و قابل حمل).

آزمايش برينل را مي توان توسط يك دستگاه آزمون عمومي (يونيورسال) با اضافه كردن يك مبدل مناسب كه ساچمه را نگهدارد، انجام داد. آزمايش بر روي ورق هاي فلزي را مي توان با استفاده از ابزارهاي دستي مثل انبردست و  ساچمه هايي به قطر   اينچ و گيره فنري با قدرت 22 پوند انجام داد. براي انجام آزمايش برينل، قطعه نمونه را بر روي سندان قرار داده و سندان را بالا مي برند به طوري كه يا ساچمه مماس شود. پمپ نمودن روغن به داخل سيلندر اصلي، سبب اعمال يك نيروي رو به پايين به پيستون اصلي دستگاه و در نتيجه فشار وارد آوردن بر روي ساچمه مي شود. اين فشار باعث فرو رفتن ساچمه بر روي سطح قطعه مورد آزمايش مي گردد. پيستون كاملاَ روان، كار مي نمايد لذا تلفات اصطكاك قابل چشم پوشي است. با نصب يك فشار سنج بوردون، مقدار تقريبي بار وارده نشان داده مي شود. هنگامي كه بار وارده، به مقدار مورد نظر برسد، وزنه تعادل بالاي دستگاه با عمل يك پيستون كوچك، به بالا كشيده مي شود. اين عمل به منزله ضامن اطميناني است كه بار زيادي بر روي ساچمه وارد نشود. در آزمايشات استاندارد، قطر حفره ايجاد شده توسط ساچمه، به وسيله يك ميكروسكوپ ميكرومتر و يا ميكروسكوپ برينل كه يك صفحه شفاف مدرج در ميان ديد آن مي باشد، اندازه گرفته مي شود. آزمايش برينل معيار خوبي براي اندازه گيري سختي مي باشد ولي داراي محدوديت هايي است. يكي از اين محدوديت ها، مناسب نبودن آن براي مواد بسيار سخت مي باشد. در اين موارد، ساچمه اكثراَ تغيير شكل مي دهد. همچنين براي قطعات خيلي نازك كه احتمالاَ عمق حفره ايجاد شده بيشتر از ضخامت قطعه باشد، اين روش مناسب نمي باشد. يكي ديگر از محدوديت ها، مناسب نبودن آن براي قطعاتي است كه سطح آنها سخت شده باشد. در اين موارد ممكن است عمق حفره ايجاد شده از ضخامت لايه سخت شده بيشتر باشد، و در نتيجه نرمي مغز قطعه، نتيجه آزمون را بي اعتبار نمايد. در آزمايشات استاندارد، بار كامل بمدت 30 ثانيه بر روي فلزات آهني و 60 ثانيه بر روي فلزات نرمتر وارد مي آيد. عدد سختي برينل، مقدار اسمي فشار بر واحد سطح حفره ايجاد شده برحسب كيلوگرم بر ميليمتر مربع مي باشد. اين عدد با تقسيم بار وارده بر سطح حفره ايجاد شده كه كره در نظر گرفته مي شود محاسبه مي گردد. مقدار بار وارده و قطر حفره ايجاد شده در فرمول زير قرار داده مي شود:

 
كه در اين فرمول BHN عدد سختي برينل (كيلوگرم بر ميلي مترمربع)، L مقدار بار اعمال شده (به كيلوگرم)، D قطر ساچمه (ميلي متر) و d قطر حفره ايجاد شده به ميلي متر مي باشد. به منظور آزادي عمل قابل قبول در ازمايشات، اين اعداد به گونه اي انتخاب شده اند كه با يكديگر همپوشي داشته باشند. ضخامت قطعات نمونه جهت آزمايش نبايستي كمتر از ده برابر عمق حفره ايجاد شده باشد. چنانچه قطعات نازكتر بعنوان نمونه مورد آزمايش قرار گيرند، عدد سختي بدست آمده، در حقيقت عدد سختي اندازه گيري شده مربوط به سندان زير قطعه مورد آزمايش مي باشد. آزمايش برينل داراي محدوديت ها و معايبي نيز مي باشد. يكي از اين معايب اين است كه اين آزمايش، مخرب مي باشد، زيرا بر روي نمونه آزمايش ، حفره اي بر جا  مي ماند. در بيشتر موارد باقي ماندن اين حفره، قطعه را غيرقابل استفاده مي نمايد. از طرف ديگر اكتريت دستگاه هاي آزمايش برينل سنگين هستند (بيشتر از 200 پوند) كه باعث ايجاد اشكال در جابجايي و  تحرك گرديده و مناسب استفاده در خارج از آزمايشگاه نمي باشد. همچنين دستگاه برينل نسبت به ساير دستگاه ها گرانتر مي باشد. براي مثال يك دستگاه برينل ساده با متلقات و ميكروسكوپ، معمولاَ بيش از 5000 دلار قيمت دارد. از طرف ديگر اين آزمايش يك آزمايش نظري است كه عواملي مثل آموزش كاربران، تجربه و استعداد آنها در اندازه گيري ابعاد حفره ايجاد شده، ممكن است در نتايج آزمايش اثر داشته باشد. اگرچه اين اثرات معمولا كم است، ولي نتايج خوانده شده توسط دو نفر از كاربران بر روي يك قطعه نمونه و در يك آزمايش، ممكن است به طور متوسط تا 10 درصد اختلاف داشته باشد. هم چنين لزوم محاسبه شده عدد برينل (BHN) بجاي خواندن مستقيم، يك محدوديت و نقص محسوب مي شود.
 از طرفي آزمايش برينل هم محاسني دارد، چون قدمت آن زياد و كاملاَ جا افتاده است، بيشتر مردم با آن آشنايي داشته و عموماَ نتايج آزمايشات برينل، در صنايع مورد قبول واقع گرديده است. اين آزمايش را مي توان سريع و معمولا در كمتر از دو دقيقه انجام داد. صرفنظر از قيمت و هزينه اوليه دستگاه، انجام آزمايش معمولا ارزان تمام مي شود و در نهايت وجود نقايص دروني مواد از جمله وجود يك نقطه سخت و يا يك حفره ، اثر بزرگي در نتيجه آزمايش برينل نخواهد داشت.