残余应力是指 消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力。它是在没有外部载荷作用下，物体内部仍保持平衡状态的应力系统，属于固有应力或内应力的一种。
残余应力产生的主要原因是金属内部组织在加工过程中发生不均匀的体积变化，如热加工和冷加工过程中的热胀冷缩、塑性变形、相变等。这些工艺过程会导致材料内部产生温度差和局部应变集中，从而形成残余变形。在材料使用过程中，如果受到额外的能量，原子会重新排布，达到能量最低状态，表现为额外的形变，这种早期储存的额外形变带来的应力即为残余应力。
残余应力对工件的影响主要表现在以下几个方面：
加工质量：
残余应力在后续加工过程中会发生再分布，可能引发加工后构件在自由状态下的变形，影响零件的形状精度和尺寸精度。
可靠性和寿命：
残余应力与外部载荷及环境因素相互作用，会导致内应力的重新分布，改变构件的实际受力状态，降低构件的强度、刚度和尺寸稳定性，影响其疲劳强度和抗应力腐蚀开裂等关键性能。
使用性能：
残余应力的存在可能导致零件在使用过程中发生翘曲、扭曲变形，甚至开裂。在某些情况下，残余应力也可以被控制用来提高零件的疲劳强度和耐磨性能。
为了准确表征和分析残余应力，需要采用合适的方法，如X射线衍射法、光弹性法、超声波法等。通过合理控制制造工艺和后续处理，如热处理时效，可以有效消除或减小残余应力，从而提高工程构件的使用性能和可靠性。