1964年的一天夜里，航空材料研究所的总工程师荣科找到师昌绪，请他承担研制空心涡轮叶片的任务。
“什么是空心叶片？我从来没见过。也没听说过！”师昌绪愕然地看着荣科。但是当他听荣科说美国已经有类似的产品时，当机立断表示要接受这个任务。不到一年时间，在中国科学院金属研究所简陋的实验室中，诞生了我国第一片9孔铸造空心涡轮叶片，成为世界上第二个采用铸造空心叶片的国家。
师昌绪
师昌绪，中国科学院院士、中国工程院院士，我国著名材料科学家、战略科学家，国家最高科学技术奖获得者。他在高温合金、合金钢、金属腐蚀与防护等领域都取得了丰硕的科研成果，主持研制出多项国家急需的战略材料及部件，丰富和发展了凝固理论、相变理论、性能评价方法等。他大力提倡传统材料与新材料研究并重，基础研究与应用研究并重，促进了微晶、非晶、纳米晶、镁合金材料等学科的发展，还培养了大批材料与工程科学的杰出人才，推动了碳纤维生产工程应用技术的开发，解决了国家多项重大工程的急需。
“我们也一定能做出来”1964年初，我国自行设计的新型飞机方案进入最终决策阶段，新型飞机动力问题成为其中的重大关键项目。这次的新型飞机要求增加推动力20%，意味着要提高涡轮叶片工作温度100℃。因此，研制高温合金材料和解决涡轮叶片耐高温的问题迫在眉睫。
转眼到了10月，这个问题还没有得到解决。一次讨论会上，大家就如何提高战斗机动力问题展开激烈讨论，航空材料研究所的总工程师荣科大胆地提出了一个新方案“为何不考虑把发动机的实心涡轮叶片改进为空心叶片呢？这样可以很好解决涡轮叶片耐高温的问题”，并就此提出了“设计-材料-制造”一体化的研制体制设想。
与会专家受到了重大的鼓舞，数月的讨论，此时终于看见胜利的曙光。但其中一位负责人仍心存疑虑，他提出“如果你老荣能担保一年之内搞出空心涡轮叶片来，我们就敢承担沈阳飞机设计研究所要求改进发动机的任务”。荣科当即立下军令状，“如果一年内拿不出来，我甘愿把脑袋挂在研究所大门口”。当天晚上，他就驱车前往师昌绪家，请他承担研制空心涡轮叶片的任务。
师昌绪一时之间愣住了。铸造空心叶片是什么？他从来没听说过。以往，涡轮叶片都是锻造而成，航空材料界对铸造叶片一直心存疑惑，更不要说铸造空心叶片了。当时，世界上只有美国研制成功了铸造空心叶片，其制造材料、工艺严格保密。当他了解到美国已经应用这种叶片后，坚定地说，“既然美国采用了这种方法，我们也一定能做出来”！虽然这项任务技术跨越极大，但是他还是毫不犹豫地接下了。
这是“我们的奋斗目标”消息传来，果然出现了种种唱衰和质疑的声音，外国搞了多少年，现在还没搞成，我们能行吗？铸造实心叶片还没做成，就想铸空心叶片，是不是步子迈的太大了？面对各种怀疑之声，师昌绪依然坚定地认为铸造空心涡轮叶片，能大幅度提高发动机的使用温度，有利于推动我国航空工业快速发展，这是“我们的奋斗目标”。
不仅金属所党委书记高景之和所长李薰积极支持他，国内高温合金届的人闻讯也纷纷表示想要参与研制工作。
在沈阳召开了数次协调会后，组成了以金属所（材料）、606所（设计）及410厂（制造）三个单位为主的三结合小组。
来自三方的上百名科研人员组成了控制合金质量、蠕变、疲劳等力学实验，以及制定验收标准等重要环节的攻关组。师昌绪担任组长，负责技术攻坚工作；曾在111厂和410厂工作过的陆炳昌任政委，负责协调分工等组织工作。
当时一共有三大孔变形加工、三大孔机械加工和九小孔铸造三种方案，师先生挑了最难的、最有生命力的九小孔铸造方案，因为这个方案冷却效果最好，不需要大型机械设备，利用本所现有条件就能立即开展研究。参与项目的胡壮麟院士一直对师昌绪的胆大心细钦佩不已。
研制的第一个难题是选用制作空心叶片型芯的材料，它必须具备耐火度、高强度、化学稳定性、尺寸精度和表面光洁度5个特点，这是当时国际上高度保密的技术。科研人员尝试了钼丝、磷酸盐、石英管几个方案，却一一失败。
正在众人一筹莫展之际，师昌绪偶然从一本外国杂志上看到一个出售不同规格的细石英管的广告，他敏锐地感觉到，石英管似乎具备上面提到的5个特点，于是下定决心，集中精力针对石英管展开科研攻关。
恰好此时金属所有一位技艺高超的玻璃工，他能做出多种规格和形状的石英管，在反复试验下，不到一个月就攻克了型芯的难关。
制模是攻关组的第二个难关，这是想铸造空心叶片工艺的第一道工序，经过不断地实验与摸索，攻关组设计了一套组合制模的方法并制造了精度较高的磨具，既简化了工序，又稳定了工艺。
参与这一项目的赵慧田还记得，“当第一根空心试棒铸造和脱芯成功时，大家欣喜若狂，奔走相告，信心倍增”。
解决了型芯的难关，那么该用什么合金呢？本来当时国际流行的IN100合金是首选，但这种合金在美国的生产过程十分复杂，国内极难仿制和推广。
最后，攻关组决定采用铸造镍基高温合金M17合金，这是1962年金属所成功研发的一种具有国际水平的材料，为此成立了以张顺南和柴寿森为首的冶炼攻关小组，开发出一套低温精炼、低温脱气和低温浇铸的“三低”冶炼工艺，并大大提高了M17合金的组织和性能稳定性。
经过三个小组科研人员艰苦卓绝的努力，不到一年，我国第一片9孔铸造空心涡轮叶片诞生在了金属所的实验室中。
凭一张草图开展科研最初接到这个任务时，师昌绪甚至还不知道空心涡轮叶片是什么？在国外技术保密，没有任何经验的情况下。他手头有的资料只是别人画的一张空心涡轮叶片的外观草图。
在410厂检察用808合金制作的〈811〉发动机涡轮盘（左起：朱耀霄、师昌绪、410厂副总工程师、吴平森）
1966年11月，410厂生产出了铸造空心叶片，第一次试车时，只试了几个小时，叶片就飞出来了。试车失败。
当年尚有很多人不看好铸造合金，如果不能及时排查故障。整个任务将前途未卜。朱耀宵还记得事态紧急之程度，他那时在项目中负责主持M17合金质量控制与检验。
师昌绪当即下令组成失效分析小组，寻找事故原因，后来发现是因装配时太紧，使得叶片消振所致。在当年12月，装机试车终于大获成功，从承接任务到完成技术攻关，只用了短短1年多时间。
由“锻造加工”改为“真空精密铸造”，由“实心”改为“空心”叶片，中国成为继美国之后，第二个采用铸造空心叶片的国家，比美国只晚了5年，而英国人完成这一研究成果足足用了8年。
1975年，航空工业部决定把空心叶片生产转到贵州170厂，但生产时的成品率很低。当时贵州是我国生活最艰苦的几个省份之一，师昌绪不畏艰苦环境，毫不犹豫地带队前往贵州，他与厂里的技术人员朝夕相处，共同攻关。从原料准备、合金冶炼、模壳制造、浇铸制度、一直到检测方法与验收标准的制订，这个小分队都负责到底，最后使空心叶片的成品率远远超过了他们正在生产的实心叶片的水平。
该叶片目前仍是我国用量最大的航空涡轮叶片。仅贵州170厂就生产了40余万片，装备我国各种先进机种，并且向海外出口,40多年从来没有因叶片问题而发生过任何事故。由该项技术发展出的冶炼、浇铸、型芯、工作、检测等一系列工艺和标准，一直指导着我国高温合金的制备和铸造涡轮叶片的生产。
这项成果不但解决了当时的难题，也在该领域产生了国际影响。20世纪80年代，世界著名航空发动机公司之一的英国罗尔斯·罗伊斯发动机公司总设计师胡克教授，到沈阳参观时看到了我国的空心叶片已投入生产，他不无感慨地说：“单凭这一成就，就没白来中国一趟”。
1985年，师昌绪的这项成就获得了国家科技进步一等奖，可他却说：“很多和我一块工作的科技骨干榜上无名，实属不安。”
1986年11月13日，师昌绪在重庆主持首届中国材料研讨会
文：采集工程项目办公室/中国科协创新战略研究院
参考资料：
[1]在人生道路上：师昌绪自传[M].科学出版社,2011.6.
[2]中国材料学的先驱——两院院士师昌绪[OL].科学网,2017.7.24.
[3]吴丽玮.师昌绪：从材料学走向整个科学界[J].三联生活周刊,2011.7.
