تا دهه 1930، یکی از چالش هایچالشهای پایدار علوم مواد، توضیح [[مومسانی|پلاستیسیته]] در شرایط میکروسکوپی بود. تلاشی ساده برای محاسبه [[تنش برشی]] که در آن صفحات اتمی مجاور در یک کریستال بی نقص روی هم می لغزندمیلغزند پیشنهاد میمیکند کند که،که برای یک ماده با [[مدول برشی]] ''G،'' مقاومت برشی τ <sub>''متر''</sub> تقریبا برابر است با:
مدول برشی در [[فلز|فلزات]] معمولا در محدوده 20000 تا 150000 [[پاسکال (یکا)|مگاپاسکال]] است. تطابق دادن این اعداد با تنش برشی 0.5 تا 10 MPa که در آزمایشها باعث تغییر شکل پلاستیک می شود، دشوار است.
در سال 1934، [[ایگون اوروان|Egon Orowan]] ، [[مایکل پولانی|مایکل Polanyi]] و [[جی آی تیلور|GI تیلور]] ، تقریبا به طور همزمان متوجه شد که تغییر شکل پلاستیک می تواند با نظریه نابجایی توضیح داده شود. نابجایی ها می توانند حرکت کنند اگر اتم هایاتمهای یکی از صفحات مجاور پیوند هایپیوندهای خود را شکسته و با اتم هایاتمهای منتهی به لبه تشکیل پیوند مجدد دهند. در واقع، یک نیم صفحه اتم در پاسخ به تنش برشی، به وسیله شکستن یک خط پیوند و تشکیل پیوند مجدد، حرکت می کند. انرژی لازم برای شکستن یک پیوند تک بسیار کمتر از انرژی لازم برای شکستن همزمان تمام پیوند هاپیوندها در یک صفحه اتمی است. حتی این مدل ساده از نیروی مورد نیاز برای حرکت یک جابجایی نشان می دهد که پلاستیسیته ممکن است در تنش هایتنشهای بسیار پایین تر از یک کریستال کامل رخ دهد. در بسیاری از مواد، به خصوص مواد نرم، نابجاییهانابجاییها "حامل" تغییر شکل پلاستیک هستند، و انرژی مورد نیاز برای حرکت آنهاآنها کمتر از انرژی مورد نیاز برای شکستن ماده است. نابجایی ها باعث افزایش چکش خواری فلزات می شوند.
هنگامی که فلزات تحت کار سرد قرار می گیرندمیگیرند (تغییر شکل در دماهای نسبتا کم نسبت به دمای ذوب مطلق ماده، ''T <sub>m</sub>'' ، یعنی معمولا کمتر از 0.4 ''T <sub>m</sub>'' ) تراکم نابجایی به دلیل شکل گیری نابجایی های جدید افزایش می یابد. در نتیجه افزایش همپوشانی بین زمینه های تنش در ناحیه هایناحیههای مجاور، به تدریج مقاومت در برابر حرکت بیشتر نابجایی را افزایش می دهد. این موضوع باعث سخت شدن فلز پس از تغییر شکل می شود. این اثر به عنوان [[کرنش سختی]] یا کار سختی شناخته می شود. اشکال نابجایی در مرحله اولیه تغییر شکل یافت می شوند و به عنوان مرزهای نامشخص تعریف می شوند؛ روند بازيابي پویا در نهایت منجر به تشکیل یک ساختار سلولی حاوی مرزهایی با ناهماهنگی کمتر از 15 درجه (مرزهای دانه کم زاویه) می شود. علاوه بر این، اضافه کردن نقاطی که مانع حرکت جابجایی ها می شوند، مانند عناصر آلیاژی، می تواند زمینه های تنش ای را ایجاد کند که در نهایت ماده را تقویت می کند و نابجایی نیاز به تنش بیشتری برای ادامه حرکت پیدا می کند.
اثرات کرنش سختی که به وسیله انباشتگی نابجایی ها و ساختار دانه ای که در کرنش زیاد شکل می گیرند را می توان با عملیات حرارتی مناسب (بازپخت) حذف کرد، که این کار باعث بازگشت ماده و حالت اولش و همچنین تبلور مجدد آن می شود.