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。

师昌绪在从事航空用、民用高温合金研究开发的同时，在新型高合金钢方面也同样进行了大量研究开发工作。1958 年，他与姚汉武开发的不含镍的奥氏体耐蚀钢OCr17 Mn14Mo2N，用在尿素工业设备上，具有优异的抗蚀性，经中小型尿素厂推广后获得好评。

到60年代末金属所又研制出一种用于涡轮盘的铁基高温合金761，该合金的屈服强度高，并可在700℃长期工作，处于当时国际先进水平，现在已被用于中国先进发动机所的试用材料。此外，金属所在师昌绪的指导下，科研人员为“东风13”发动机，开发了一种比GH49

性能更高的变形合金539，但存在着变形困难、成材率低等问题，师昌绪提出了包套挤压工艺方案，即在合金锭的外面包一个低碳钢外套，既可保温，又可起到润滑作用。在三向应力作用下，几乎任何难变形的合金锭均可挤压出棒材来。但由于中国当时所拥有的挤压机能力太小，不可能提供出可应用之材。后来，这种包套工艺被扩展到包套轧制工艺，因而为中国变形高温合金的开发提供了新途径。

1965年空心叶片研制成功，使中国成为继美国之后在世界上第二个采用铸造空心涡轮叶片的国家。这一成果直到90年代，中国主要歼击机发动机仍在采用该工艺制作涡轮叶片，并向国外大量出口。70年代，师昌绪等与无锡动力厂合作，承担了中国第一代耐热腐蚀合金（IN 738）制作大型涡轮叶片的研制，并用于南京汽轮机组。

1980年，师昌绪当选中科院院士，1994年当选中国工程院院士和副院长，1995年当选第三世界科学院院士、院长及第三、五、六届全国人大代表，九三学社第七届中央委员，2010年，得到国家最高领导人的接见，并最终荣获国家最高科学技术奖。