1954年始，苏联援助新中国156项工程，毛主席对赫鲁晓夫讲的第一项就是我要一支空军。朝鲜战争开始时，原先与斯大林约定：由苏联出空军，后来苏联空军不过鸭绿江，因此毛主席下决心一定要组建自己的空军，它的基础就是要有自己的飞机工业。为此中央决定在沈阳建厂（156项苏联援建工程之一），专门生产喷气式战斗机，为配合飞机发动机的研制，要求中国科学院配合一机部生产飞机发动机，其中冶金部要求金属研究所承担飞机发动机涡轮叶片关键材料：高温合金的研制任务。
李薰所长非常重视这一任务，从1956年开始他亲自挂帅，成立高温合金组，并指定4个副组长，张沛霖（时任金属研究所科技处处长），郭可信、师昌绪和庄育智，秘书是龙期威（时任科技处常务副处长），共6人的领导班子，下面分三个小组，朱耀宵和吴平森分别是第二组和第三组的负责人。朱耀宵组负责建蠕变实验室、金相实验室和热处理实验室；吴平森组到工厂调研和解决生产中遇到的问题。
李所长最突出的特点是看的远，真空冶金是国外40年代末发展起来的一门新技术，冶炼高合金钢时减少钢中氧化的效果非常显著。李所长从国外进口一台10kg的真空感应炉；当时苏联技术制造的涡轮叶片是锻造成型的，主要的问题是锻后晶粒度不合格，这一问题就是金属研究所高温合金研究的起步。
高温合金与其它工业生产有很大的不同，必须考虑将来的发展空间。经过通盘考虑，1957年冬，李所长将高温合金组分成205，206，207和208组，分别负责不同的任务，205组主要研究铁基、镍基高温合金；206组主要研究难熔金属，包括钨、钼、铌等；根据卡诺定理（η=1-T1/T0），要想飞机的动力性能好（热效率高），热机的低温热源与高温热源的温度之比一定要小。由于涡轮发动机的排气温度为450℃，不能再低了。因此，要想提高发动机的性能（热效率）必须提高工作温度。纯Ni的熔点只有1453℃，而W，Mo可以达到2000℃以上，发展潜力较大，但是限制W，Mo使用的主要困难是合金的塑性低，以及合金的氧化，超过500℃就快速氧化，生成的可挥发的气态氧化物，没有保护性。因此，必须解决难熔金属的氧化问题。207组主要研究金属陶瓷，当时认为金属陶瓷的力学性能（包括高温力学性能）很好，主要不足是材料的脆性，因此研究的目标是改进金属陶瓷的韧性指标；208组主要研究高温涂层，这是提高高温合金抗氧化性能两个主要途径之一（另一个是合金化），特别地高温合金涂层希望有自愈合的性能。
高温合金组采用导师制（英国传统），让年青人担任组长。205组组长朱耀霄，导师师昌绪；206组组长吴平森，导师庄育智。每个组就地招兵买马，在全所自由挑选。
李所长虽然将高温合金分成几个团队，但关键的决策仍然是李所长拿主意，当时205组负责做铁基高温合金，冶金部副部长刘彬带了一个中国代表团到苏联访问，考察苏联的高温合金研究与发展。后来金属所的张沛霖和高景之又去了一次苏联（苏联科学院巴依可夫冶金研究所），在访苏期间，张沛霖私下获得一个合金配方，其中有8个合金元素，这就是金属所研制高温合金的起点。
干了一段后李所长发现了其中有问题。当时距40年代发明喷气机已有10多年了，都是采用变形合金，工艺是：铸锭→锻造→压力成型（叶片），由于高温合金主要在高温下使用，自然要求高温强度好，因此与其它合金不同，高温合金的热加工必然十分困难。因此，这是一个悖论，即用热变形的方法很难得到既有良好的热变形加工性能，又同时具有高的高温强度的合金材料。最早提出这个问题的就是李所长，他觉得做研究就要有开拓性，做老祖宗的工作。有没有可能用铸造的方法直接生产叶片？这方面国外的经验是：铸造叶片在德国已经完全失败；英国人认为铸造叶片的可靠性不好，发动机中有一个叶片失效就会导致机毁人亡，因此铸造叶片不可行；苏联专家也坚持反对铸造叶片；只有美国人对铸造叶片的可能性正在进行试验和探索。
当时在苏援项目上，毛主席有一句话，技术上一切听老大哥的。李所长顶住了这句话，他要另外开辟铸造高温合金新路子。开始阶段，按苏联的老路，研究变形高温合金牌号是519合金，作为涡轮叶片材料。在李所长决策下，金属研究所1957年开始全面转向铸造高温合金的研究，我们研究的铸造高温合金是916合金。
大跃进时期，工厂的部分设计人员支持用铸造叶片代替锻造叶片，但很多人反对，特别是苏联专家反对，他们认为铸造叶片不可靠。最基本理由有两点，第一，高温合金中Al，Ti含量高，冶炼铸造时，这些元素易于氧化形成夹杂；第二，铸造组织中不可避免地带有组织疏松等铸造缺陷，铸造工艺本身很难消除这种组织疏松，而锻造叶片可以在热加工过程中及时发现上述铸造缺陷，并清除铸造组织中的组织疏松。经过对这些反对意见的仔细分析后，李薰认为这些问题是可以解决的，他提出铸造叶片可以成功的几条理由：第一，对于高温合金中Al，Ti合金的氧化和氧化夹杂物问题，当时金属研究所已经装备了真空冶炼设备，可以解决氧化夹杂问题；第二，根据涡轮叶片损坏情况统计，主要是叶片根部的疲劳折断，而不是蠕变，铸造叶片可以在叶片冠部设计一个减震冠，使跟部疲劳应力减少到原来的1/4，而锻造叶片由于难于成型，无法改变叶片冠部的形状结构，因此铸造叶片抗疲劳损坏的性能可能比锻造叶片更高；第三，由于不需要进行后续的热变形加工，铸造叶片可以添加更多的合金元素，提高合金的高温性能。
根据李薰的意见，金属研究所坚持采用铸造工艺研制涡轮叶片，第一批样品诞生于1958年，但送到工厂时，驻厂的苏联专家不同意铸造叶片装机试验。他们认为中国人还不会走，就要想跑；并认为真空冶炼是一种象牙塔技术，只能用在实验室，不可能在生产中获得实际应用。当时只有金属研究所装备了真空冶炼炉，他们要求必须用工厂冶炼车间的常压炉冶炼，生产铸造叶片；因为涡轮叶片工作时高速旋转，有冲击载荷，因此要求叶片材料的冲击功不得低于2kgm，否则不能上飞机试验。经过大量试验，常压炉生产的铸造叶片冲击功从最初的1.1kgm逐步提高到1.6kgm，但仍然达不到苏联专家的要求，因此被卡住了。
大跃进时期，工厂的部分设计人员支持用铸造叶片代替锻造叶片，但很多人反对，特别是苏联专家反对，他们认为铸造叶片不可靠。最基本理由有两点，第一，高温合金中Al，Ti含量高，冶炼铸造时，这些元素易于氧化形成夹杂；第二，铸造组织中不可避免地带有组织疏松等铸造缺陷，铸造工艺本身很难消除这种组织疏松，而锻造叶片可以在热加工过程中及时发现上述铸造缺陷，并清除铸造组织中的组织疏松。经过对这些反对意见的仔细分析后，李薰认为这些问题是可以解决的，他提出铸造叶片可以成功的几条理由：第一，对于高温合金中Al，Ti合金的氧化和氧化夹杂物问题，当时金属研究所已经装备了真空冶炼设备，可以解决氧化夹杂问题；第二，根据涡轮叶片损坏情况统计，主要是叶片根部的疲劳折断，而不是蠕变，铸造叶片可以在叶片冠部设计一个减震冠，使跟部疲劳应力减少到原来的1/4，而锻造叶片由于难于成型，无法改变叶片冠部的形状结构，因此铸造叶片抗疲劳损坏的性能可能比锻造叶片更高；第三，由于不需要进行后续的热变形加工，铸造叶片可以添加更多的合金元素，提高合金的高温性能。
根据李薰的意见，金属研究所坚持采用铸造工艺研制涡轮叶片，第一批样品诞生于1958年，但送到工厂时，驻厂的苏联专家不同意铸造叶片装机试验。他们认为中国人还不会走，就要想跑；并认为真空冶炼是一种象牙塔技术，只能用在实验室，不可能在生产中获得实际应用。当时只有金属研究所装备了真空冶炼炉，他们要求必须用工厂冶炼车间的常压炉冶炼，生产铸造叶片；因为涡轮叶片工作时高速旋转，有冲击载荷，因此要求叶片材料的冲击功不得低于2kgm，否则不能上飞机试验。经过大量试验，常压炉生产的铸造叶片冲击功从最初的1.1kgm逐步提高到1.6kgm，但仍然达不到苏联专家的要求，因此被卡住了。
直到1960年，中国遇到巨大的经济困难，铸造叶片的研制工作逐渐停顿下来。要不是苏联专家的坚决反对和阻挠，中国的高温合金铸造叶片很可能在1958到1959年就试制成功了，那样就是真正的世界第一。美国人研制铸造高温合金叶片也是从1956年开始起步，1960年在实验室条件下获得初步成功，1963年开始装机试飞，本来中国的铸造高温合金叶片完全可以比他们更早。
1960年中苏关系恶化，苏联专家全面撤走，1963年铸造高温合金的研究又重新起动，这时已经没有苏联专家的制约了，但在北京又成立一个航空材料研究所，该所受苏联专家的影响很大，坚决反对搞铸造叶片，当时航空材料研究所总工程师荣科力主搞铸造叶片，但在该所他的意见行不通，无奈荣科说：材料所不干，我找人干。于是他来沈阳，到金属研究所找李所长，李所长一听这个消息，就说一个字“行！”荣科得到李所长的支持后，向六院汇报，最后六院召集全国高温合金研究组开会，有冶金部钢铁研究院、航空工业部飞机设计所和材料所，以及中国科学院金属研究所。会上金属研究所提出方案要搞气冷的空心叶片，叫九小孔叶片。经过研究与讨论，六院同意上马空心叶片。北京航空材料研究所也搞空心叶片，他们的方案与金属研究所稍有不同，是大孔叶片；而钢研院则提出用变形合金制造空心叶片，最后六院决定三个技术方案同时上马，谁搞出来就用谁的。
技术方案确定后，在具体的工艺路线上师先生（师昌绪）起了很大的作用，开始用各种方法做叶片上的小孔都不行，困难集中在选择型芯材料上。一天，师先生发现美国铸造杂志上登广告，出售石英管，联想到它的用途，一下子豁然开朗，这不正是苦苦追寻的型芯材料吗？开始也试验过石英材料，但由于用的是实心棒材，铸造后脱除困难，因而没有成功。改用石英管，后期就可以用酸脱除，这样石英芯料的脱芯难题就迎刃而解了。我们前后只用了几个月的时间空心叶片就试验成功了。最初是用一个金属试棒，铸造后用烟从孔的一端一吹，烟就从孔的另一端喷出去了，说明这一技术方案完全可行。
李所长听到这个消息高兴极了，马上决定金属研究所全力做空心叶片，这种空心叶片装上飞机后，在不改变原有结构的基础上，涡轮工作温度可以提高100℃，由此飞机的动力性能大幅度提高。
不过空心叶片的研制并非一马平川，1965空心叶片装到涡轮发动机上第一次试车时，几分钟叶片就断裂飞掉了，经过事故调查，发现是榫齿断裂。这时一些原来对铸造叶片持反对意见的专家就出来说，早就说铸造叶片不可靠，现在看来，果真如此。
通过分析，以前涡轮发动机的图纸是苏联专家带来的，后来的图纸是我们自己通过测绘苏联样品实物样品获得的，两者在对结构的理解上有差距。叶片有五个榫齿，在叶片的第一榫齿根部，既有疲劳应力，又有高速旋转时的离心力。因此，第一个榫齿受到的力最大。根据这一分析，第一个榫齿设计应当采用负公差，使其主要承受疲劳应力，而离心力由后面的几个榫齿承受，通过改进设计（调整公差）再做的叶片就没有发生断齿，从而顺利通过了试车。
1965年试车通过后，从1966年就开始大批生产，但是在批量生产中很快又有了成品率很低的问题。由于发生文化大革命，科研工作受到很大的冲击，铸造叶片成品率低的问题一直没有很好的解决。
李所长在铸造高温合金的发展过程中起了决定性的作用，主要体现在两个方面，第一是正确的决策，正是李所长极力主张并推动铸造涡轮叶片，这种新工艺路线才得以脱颖而出；第二，他作为所长组织全所力量进行攻关，这种叶片才能在较短时间内得以试制成功。当时金属研究所一个研究室一般只有20-30人，而我们205组，一个组就有100多人。那时李所长地位很高，他一般不出面，而是把他的意见先告诉我，然后由我（朱耀宵），还有卢乃谦与钢研院的专家进行讨论或争论。最后，他出来作评判者（裁判），说我的意见是对的，这样项目就立下了。
