金属材料中残余应力的大小和分布对机械构件的静态强度、疲劳强度、耐腐蚀性和构件的尺寸稳定性等都有直接影响，同时对检查焊接、热处理及表面强化处理(喷丸、渗氮、渗碳等)等的工艺效果、控制磨削等机械加工表面质量都有很重要的实际意义。
通常，残余应力被分为宏观残余应力和微观残余应力两类。宏观残余应力是指当产生应力的各种因素不复存在时，由于形变、相变、温度或体积变化不均匀保留在构件内部而自身保持平衡的应力，本文中提到的残余应力均指宏观残余应力。
对理想的多晶体(晶粒细小均匀、无择优取向)，在无宏观应力的情况下，不同方位晶粒中的同族晶面的间距是相等的；而当平衡着一宏观应力σ时，不同晶粒的同族晶面间距d随晶面方向及应力的大小发生有规律的变化，如下图所示，其中ψ为同族晶面法线和测试面法线之间的夹角。平行于主应力方向的晶面间距d最小，垂直于主应力方向的晶面间距d最大。当ψ从0°→90°增大时，d也增大，只要设法测出不同方位(下图中所示的ψ)上的同族晶面的间距d，利用弹性力学中的一些基本关系，就可以求得多晶体中所平衡着的应力σ。
宏观应力与不同方位同族晶面间距离的关系示意图
测定残余应力的方法有很多，有压痕应变法、同步辐射法、中子衍射法超声波法以及X射线衍射法等。鉴于X射线衍射法具有无损、快速、精确等许多优点，其应用最为广泛。
目前，采用X射线衍射法测定宏观残余应力的方法和设备不断有新品推出，应用越来越广泛，在产品质量控制和机械装备的失效分析中所起的作用也越来越大。
图：北京翔博科技正在使用日本理学AutoMATE II大功率微区X射线应力仪进行残余应力检测
某齿轮加工厂生产了一批齿轮，产品交付前，客户要求提供相应的残余应力检测数据，以验证齿轮表面强化效果。该公司遂找到北京翔博科技，对齿轮试样进行表面及不同深度的残余应力进行检测分析。
由于客户样品模数小，对检测点位的精度以及深度控制要求高，为保证检测质量，翔博科技采用了日本理学的AutoMATE Ⅱ型高精度大功率微区残余应力分析仪，借助其0.1μm的步进定位精度、最大135倍的视觉观察系统、最小可达30μm光斑的系列准直器等先进功能，搭配进口剥层设备及测深系统，最终给客户提供了满意的结果。
企业名称：某齿轮加工厂
工件材质：18Cr2Ni4WA
检测目的：通过表面及内部残余应力检测，进行齿轮表面强化效果验证。
检测仪器：理学AutoMATE Ⅱ型大功率微区应力仪
(理学 AutoMATE Ⅱ型大功率微区X射线应力仪)
检测方法和标准：
GB/T 7704-2017《无损检测 X射线应力测定方法》
(应力检测中)
检测过程：
使用X射线检测设备，对齿轮进行表层残余应力检测;
使用电解抛光方法对试样进行剥层，达到指定深度后再进行残余应力检测;
绘制应力层深曲线，检验齿轮各部位残余应力与零件技术要求的符合性。
检测结论：
采用电解抛光机对零件进行局部电解抛光剥层处理，使用理学AutoMATE II型大功率设备完成齿轮样品表面及内部残余应力，衍射效果和拟合效果良好，检测结果可靠，准确获得了齿轮表面及深层残余应力数值。
经与零件残余应力技术要求进行比较，各部位残余应力达到指标要求，符合产品交付验收标准，为产品的成功交付提供了数据依据。
