20世纪80年代初，师昌绪访问麻省理工学院，应邀在材料科学与工程系作报告时，导师柯恩教授这样介绍他：“师昌绪是中国著名研究所的著名科学家，曾在麻省理工学院从事硅在超高强度钢中作用的研究，取得很有成效的结果，目前飞机常用的300M超高强度钢就是在他研究工作基础上发展起来的。”

　　师昌绪当年在麻省理工学院的工作很是得心应手，可是争取回国一直是他的一块心病——是现在清华大学任教的中国工程院院士李恒德点燃了他争取回国的旺火。

　　作为师昌绪的老朋友，李恒德回忆说，1950年朝鲜战争爆发，到了1951年9月，美国司法部就明令禁止学习理工医学科的中国留学生离开美国回中国，师昌绪是明令禁止回国的35名中国学者之一。1954年5月6月间是争取回国最紧张的日子，留美学生除了和中国日内瓦会议代表团联系，写信转交给周恩来总理，还按计划给艾森豪威尔总统写了一封公开信，要求他撤除禁令，让他们回到祖国。当时大家一起分工，把最烦琐的印刷任务交给了师昌绪，投出的给美国报界、议员、民众团体的2000封信无不经过他手。1955年春，在各种努力下，76位在美中国留学生终于得到美方的释放令，师昌绪也名列其中。同时达成中美两国大使在华沙会谈协议，为中国留学生自由回国打开了大门。

　　回忆那些岁月，师昌绪说：“我这个人比较胆大，对生死看得比较淡泊。”

　　1955年6月，骄阳似火的美国旧金山码头，克里夫兰号客轮从这里起航开往香港。船缓缓离岸，35岁的师昌绪站在甲板上，万分激动：“我终于可以回到祖国了。”

　　沈阳30年：从具体研究工作到研究所所长
　　1955年回国后，师昌绪被分配到中国科学院。时任技术科学部的严济慈主任让他在上海和沈阳任意挑一处，两地都有研究合金钢的研究所。师的回答是“哪里需要我到哪里”。于是，1956年9月，师昌绪来到了金属研究所，开始他在沈阳工作的30年。

　　刚到所时，他被派驻鞍钢。两年后，中国科学院为了执行“十二年科技规划”，以发展新技术和新材料为重点，师昌绪任金属所高温合金研究组组长。高温合金是他从未接触的领域，他选定开发铁基高温合金代替最为流行的镍基合金，因为当时国内既缺镍又缺铬，而且受到国外封锁。他和抚顺钢厂合作，开发出我国第一个铁基高温合金，后来用于航空发动机涡轮盘。他的这个倡议引发了全国开发铁基高温合金的热潮。他那时还兼任合金钢研究室主任，在他的思想指导下，1958年开发出无镍不锈钢，用于尿素生产，比国际常用的镍铬不锈钢还好。

　　在航空发动机中，涡轮叶片工作条件最为苛刻：耐高温、抗疲劳、高强度，是高温合金开发的热点，一般都采用锻造高温合金。1959年，师昌绪等考虑到铸造合金有诸多优点，采用真空冶炼、真空浇铸等先进手段，开发出可用于航空发动机涡轮叶片的合金。

　　1964年，我国自行设计的歼击机即将投产，却没有可用的发动机，在一场激烈的辩论中，确定了采用气冷空心涡轮叶片。当时，航空院负责材料工艺的负责人荣科总工程师来师昌绪家里说明情况，希望能做出提高100℃的空心气冷涡轮叶片。100℃看起来数目不大，但自从有喷气发动机以来，从上世纪40年代到80年代，每年通过材料提高的工作温度只有7℃～8℃，100℃是个飞跃。

　　在接受任务后，师昌绪用了一年时间完成了试车、试飞和生产定型。这些工作本来定产于沈阳，10年后航空部要将此转产于大后方贵州。于是，师昌绪带队奔赴贵州工厂，从原材料准备到标准的制定攻关数月。这个厂已生产了40多万片，装备了4000台发动机，至今没有发生过一次重大事故，而且成品率大为提高。空心涡轮叶片获得了1985年国家科技进步奖一等奖。