在上学期间，师昌绪被称作“书虫”，既不打球，也不玩牌，从不午休，也很少有周末。他每天学习到深夜，凌晨两三点又起床学习。1946年，师昌绪考取自费留学的资格，去美国密苏里矿冶学院开始了留学生活。不到一年时间，他就以全A的成绩获硕士学位，接着又申请到欧特丹大学的奖学金继续攻读博士学位。期间，他在研究中发现的两种化合物，如今成为重要的光电子半导体材料。
　　师昌绪本打算读完博士立即回国效力。然而，1951年，师昌绪和钱学森等35人成为美国明令禁止回到“红色中国”的学者。
　　师昌绪只好先在美国就业。麻省理工学院向他抛出橄榄枝，他加入了著名科学家科恩的团队。1953年夏，师昌绪把中国留学生聚在一起商量争取回国的对策，并向周恩来总理写了求助信。1954年5月，在日内瓦国际会议上，这封信成为中国抗议美国政府无理扣压中国留学生回国的重要依据。紧接着，师昌绪等中国留学生又集体写了一封致美国总统的公开信，自费印刷了2000份，再由他和另两位留学生秘密分发。后来他才知道，他的大幅照片竟被《波士顿环球报》印在了头版头条，一时成为“名人”。

　　科恩从报纸上得知师昌绪想回国，便询问缘由。师昌绪回答：“我是中国人，应该回去帮助建设中国。像我这样的人在美国比比皆是，但现在中国很落后，需要我这样的人。”科恩听后非常感动，还做了一些有助于他回国的事。在抗争了三年后，师昌绪终于坐上了回国的客轮。

以平生所学贡献祖国

　　1955年6月，刚从美国回来的师昌绪来到位于沈阳的中科院金属研究所。到金属所后，他被指定为鞍钢工作组的负责人，由物理冶金理论研究，转向炼钢、轧钢工艺开发。
　　从1957年起师昌绪一方面带领金属所小分队常驻抚顺钢厂，参加由冶金部主持的航空发动机的关键材料——高温合金联合攻关活动，同钢铁研究院、航空材料所有关人员一道，解决了中国最早试制开发的高温合金的质量问题，接着又对其他高温合金展开试制工作。另一方面，在所内进行一系列研究与开发工作，利用金属所1957年进口的真空感应炉，在中国率先进行铸造高温合金的研究。1958年，他与姚汉武开发的不含镍的奥氏体耐蚀钢，用在尿素工业设备上，具有优异的抗腐蚀性，经中小型尿素厂推广后获得好评。为了研究这种钢在尿素生产过程中，在缺氧条件下仍然具有优异耐蚀性机理，他们设计制造了一套在线测试电化学的精密装置，安装在南京化肥厂，并探明了耐腐蚀的原因。师昌绪多次在现场解决冶炼、热加工等问题，为铬锰氮钢的研制和生产打下了良好基础。师昌绪与李有柯等还开发了铬锰氮系耐热钢和无磁铬锰氮系高强度不锈钢，前者用于工业炉，后者用作潜艇桅杆。

　　此外，在他的主持下，1959年又研制出一種不含钴而其性能达到国际水平的镍基铸造涡轮叶片高温合金。镍、铬是高温合金及合金钢常用的金属元素，当时中国稀缺，国外对中国进口实行禁运政策，使得中国在发展高温合金及合金钢等关键材料方面十分艰难。针对这种情况，师昌绪提出了“以铁基代镍基高温合金及发展不含或少含镍铬的合金钢”的倡议。他利用中国丰富的稀土资源，开展了“稀土在镍基高温合金中的作用”的研究，并与抚顺钢厂合作率先开发了一种铁基高温合金，这种合金的屈服强度高，并可在700℃高温下长期工作，处于当时国际先进水平，代替了用量很大的镍基合金，作为航空发动机的关键部件——涡轮盘投入批量生产，装备了数以千计的发动机，在发展中国铁基高温合金的冶炼、压力加工、拉削与切削等工艺上作出了重要贡献。 　　师昌绪似乎有使不完的劲儿，吃饭时看书记笔记，睡觉时身边也放着图纸和笔，他的专业技能和服务精神受到大家的尊敬，被人们亲切地称为能够妙手回春的“材料医生”。
　　20世纪60年代初发生了一起飞机坠机事故，分析原因认为是轴承中混有空心滚珠造成的，从而导致数百架飞机不敢起飞，成为当时的“无头案”。根据现场勘查和测算，师昌绪指出滚珠是受到高速挤压局部融化而失效的，而引起上述现象是由冷却油不洁净所致。为此，只要加强油的过滤就可把问题解决。厂方接受了他的处理方案，使得大批飞机得以重上蓝天。还有一次，航空发电机厂因故要报废数以千计的涡轮盘，工厂请求金属所协助处理，当时师昌绪刚回到工作单位，而他毫不犹豫地接受了这项风险高的任务。他与同事经过计算与分析，将已报废的涡轮盘根据他们制订的暂行标准，逐个筛选，使多数涡轮盘又投入使用。哪里有需要，哪里就有师昌绪的身影，“随叫随到”，又能解决问题，他被人们亲切地称为能够妙手回春的“材料医生”。此外，师昌绪十分重视研究材料在使用中发生的问题。他研究的高温合金包套挤压工艺，为中国变形高温合金的加工工艺研究探索了道路。他研究的喷丸再结晶处理，使航空发动机厂数千片叶片免于因晶粒度不均匀而报废。在他指导下，金属所建立了低周疲劳、周期持久、振动载荷持久、有平均应力的疲劳等项测试技术，为高温合金在接近使用条件下的力学性能的测试开辟了新领域。

　　由师昌绪挂帅，从金属所的相关研究室挑选了“一百单八将”，成立了专门的项目组。他们采纳了荣科“设计—材料—制造一体化”的建议，与发动机设计和制造厂等合力攻关。仅用了1年的时间，就攻克了型芯定位、造型、脱芯、合金质量控制等一系列的难关，于1965年做出了我国第一片铸造镍基高温合金空心涡轮叶片，第二年11月正式投产。这使我国成为继美国之后世界上第二个成功地采用了精铸气冷涡轮叶片的国家，仅比美国晚了5年的时间。迄今为止，这种空心涡轮叶片装备了我国很多战机发动机。
　　后来，国家决定把空心叶片的生产转移到远在贵州的一个工厂，航空部点名师昌绪带队到生产第一线，帮助解决生产中的技术难题。当时从沈阳到贵阳要坐48个小时的闷罐火车，路上连喝的水都没有。工厂的条件极为艰苦，一日三餐吃的都是发霉的大米和红薯干，以至于厂里的总工程师过意不去，利用星期天到集市上买来白面，给科研人员蒸馍改善生活。师昌绪他们日夜在车间里鏖战。经过几个月的努力，他们终于克服了实际生产中的技术难关，生产的数十万个叶片没出过质量问题。

科学家要具备战略思维和战略眼光

　　师昌绪常说自己是个爱管闲事的人，但他管的所谓“闲事”，却都是关乎于国家发展方向的大事。1992年，他和几位老科学家一起，上书党中央国务院，倡导成立中国工程院。1994年，他主持了我国大飞机项目的论证，为先上支线飞机的决策提供了重要依据。

　　那时存在先研究大客机还是大运输机的分歧，师昌绪提出来先研究大运输机，因为这对推进中国经济和国防现代化建设，应对抢险救灾、人道主义救援等紧急情况，提高空军战略投送能力和中国军队履行使命任务能力，具有重要意义。
　　很多人认为他只是一个技术方面的专家，但他经常在做一些战略方面的判断。他却说大政策上错了就糟了，一个科学家要具备战略思维和战略眼光。
　　师昌绪在很多大事上的建议都体现出他作为一个战略科学家的战略眼光。在大飞机项目论证以后，师昌绪又提出研发大型模锻压机，让飞机需要的大锻件实现国产化。
　　师昌绪曾问设计人员，飞机需要的大鍛件怎么解决，得到的回答是与国外合作。师昌绪敏锐的察觉这是个问题，大运输机涉及国防，这种东西立足在国外，将来肯定会被“卡脖子”。于是他就组织了一个专家论证组，对大型模锻压机的研究做论证，最后论证断定可以做一个8万吨的锻压机，这在当时是全世界第一，苏联有两套是7.5万吨。断定结果出来后上报国务院，国务院又批给发改委，发改委有些负责人就觉得这个利用率太低，没有效益。
　　师昌绪解释说，国防不能讲究经济效益，中国将来要变成一个制造强国，什么是制造强国，强国的概念是别人不能做的我能做，大型模锻压机就是如此。
　　后来事实证明师昌绪的战略思维是对的，欧洲人在得知我们在研究8万吨的大型模锻压机后就想与我国合作。 　　有人评价师昌绪是一位特别的科学家，因为他不仅在自己的研究领域做出了卓越的贡献，还总能站在更高的层面思考问题。碳纤维因为比重小，强度高，是国防军工不可或缺的新材料。我国虽然已经开展了几十年的研究，但始终进展不大，为此师昌绪非常着急。
　　“师先生，这个事您可别管！”2000年春，年近80的师昌绪找到国家自然科学基金委员会工程与材料科学部原常务副主任李克健，说想和他一起抓一下碳纤维。李克健听后立马摇头：“这事太复杂，谁抓谁麻烦！”
　　李克健说的是大实话。质量轻、强度高的碳纤维是航天航空基础原材料，我国从1975年就开始攻关，大会战搞了不少，钱花了很多，就是拿不出合格稳定的产品，许多人避之唯恐不及。

　　“我们的国防太需要碳纤维了，不能总是靠进口。”师昌绪说，“如果碳纤维搞不上去，拖了国防的后腿，我死不瞑目。”
　　李克健听后深受感动，接受了师昌绪的邀请。这年8月，师昌绪召集了由原国防科工委、科技部、总装备部、基金委等相关单位58人参加的座谈会，探讨怎样把碳纤维搞上去。会议纪要里，专门写了这样一句：请师昌绪院士作为技术顾问和监督。
　　师昌绪欣然从命，很快又召集了第二次座谈会，讨论具体方法。座谈会上，有人给师昌绪泼凉水：上亿的资金哪里去找？就是钱弄来了，谁去协调指挥？过去几个部委联合起来都没弄好，你能指挥得动么？
　　“只要国家需要，困难再大也要干！”不服输的师昌绪上书中央，陈说利害。很快，科技部在“863”计划中专门增设了1亿元的碳纤维专项。
　　在实施过程中，师昌绪吸取以前的教训，定了一条规矩：统一领导，谁拿专项的钱，谁就归我们管，不管你是哪个单位的。然后，专项领导小组派人到申报单位，现场取样，让第三方单位统一测试。数据出来后，大家一起讨论，优胜劣汰。结果，志在必得的一所知名大学落选，产品过硬的一家民营企业一举中标。师昌绪一抓到底，不仅多次到这家企业实地指导，还专门协调有关部门提供3000万元资金，帮助相关单位开展应用试验。现在，我国航天航空所需碳纤维已可立足国内，完全依赖进口成为历史。
　　“我自己最大的特点，就是好管闲事”。师昌绪笑称。
　　“师老很有眼光，他所管的闲事，要么是刚刚起步、困难很多，要么是涉及面广、关系复杂。只要这些闲事关系到国家的重大需求，他就抓住不放。”李克健說。
　　“人生在世，首先要有一个正确的人生观，要对人类有所贡献。作为一个中国人，就要对中国做出贡献，这是人生的第一要义。”这是师昌绪最常说的一句话，虽然朴实无华，却凝聚着一位饱经沧桑的老知识分子大半个世纪以来投身科学事业，矢志报国的赤子情怀。
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