1950年年底，中华人民共和国成立后，取道香港回国，任北方交通大学唐山工学院（唐山交通大学，现西南交通大学）冶金系教授。

1951年夏，应聘为中国科学院工学实验馆（原中国科学院上海冶金研究所，今中国科学院上海微系统与信息技术研究所）研究员，负责物理冶金方面的科研工作，先后担任物理冶金研究室主任、副所长、学术委员会主任等职。

1952年，机械工业部向冶金所提出苏联汽车钢40X代用品的研究项目。

1954年，领导完成了中央军委下达的抗美援朝前方需要的特种电阻丝研制任务，获得奖励。

1956年，完成的苏联低合金钢40X的代用品的研制，获国家自然科学奖三等奖。

60年代，上海冶金所与原子能所、复旦大学等单位的科研人员组成第十研究室联合攻关，吴自良兼任该室主任，主持研制分离铀同位素的核心部件甲种分离膜，于1964年试制成功并投入使用。

1961年底，国家将甲种分离膜研制任务下达给中国科学院和上海市，为加快进度，集中组织有关专家和科技人员到上海冶金研究所协作攻关，要求吴自良担任这个重大项目的技术总负责人。

70年代，提出和指导了大规模合成电路用硅材料品质因素的研究，取得了多项成果。

1980年，被选为中国科学院学部委员（1993年改称院士）。

1984年，获国家发明奖一等奖和国家科技进步特等奖。

1988年，吴自良参加了高温超导的研究工作。

1997年，获得何梁何利基金科学与技术进步奖。

1999年9月，在庆祝中华人民共和国成立50周年之际，被中共中央、国务院、中央军委授予“两弹一星”功勋奖章。

2008年，被中科院研究生院授予“杰出贡献教师”荣誉称号。

2008年5月24日19时45分，在上海去世，享年91岁。

50年代，从事苏联低合金钢40X代用品的研究，对建立我国低合金钢系统有示范作用60年代，领导并完成了铀同位素分离用“甲种分离膜”的研制任务，为打破超级大国的核垄断做出贡献。60年代初，开始研究钢中过渡族元素Mn、Cr、Mo、V、Ti和氮的s-i交互内耗峰，澄清了过去文献中许多争论和谬误，证明只有钛才有足够的固氮能力，净化位错，消除钢的应变时效。1988年转向研究高温超导体YBCO中的氧扩散机制，求得了精确的氧扩散率和扩散激活能，在磁控溅射c取向薄膜中，发现膜的增氧速度，端赖于垂直c－轴单晶的位错管道所提供的快速氧输运过程。

1 吴自良等.片状铝单晶的滑移和临界应力的关系.1950.

2 吴自良，陈源，杨佩璋等.苏联低合金钢40X代用品的研究.金属研究工作报告会会刊，1954.

3 吴自良，王其闵.碳在面心铁～镍合金中扩散内耗峰的机制.物理学报，1958年，14：354.

4 吴自良.点缺陷与位错的交互作用，载晶体缺陷与金属强度，上册.北京：科学出版社，1960；195～242.

5 葛庆麟，施天生，吴自良等.Fe-Ti-N合金α相区淬火的S-i交互内耗峰.金属学报.1982，18（3）：316.

6 Wu Z－L．Chen TG．InteraCtion between substitutional interstitial Solutes in dilute Fe－V－N alloys．J．dephysique，1985（46）：suppl．12（Cio）：39～41．

7 Han S Q，Wu ZL．AStudy of tetragonal－to－orthorhombic transition of YBa2Cu3O7xby dialatometry．High temperature Superconductivity，MRS proc．1988，（99）：887．

8 Xie X M，chen TG，Wu Z L．Qxygen diffusion in superconductingYBa2Cu3O7x．Phys．Rev．B40，1989：4549．

9 Wu Z L，Zhang X K，Tao W etal．Epitaxial supercnducting films prepared by MOCVD and RF mag－netron sputtering．progress in high temperature superconductivity，Singapole，World Scientific，1990，（22）：32～35．

10 Wu Z L，Wei M Z，Chen Y X etal．Single crystallinity and oxygen diffusion in high quality YBa2 Cu3O7－5 Films．Proc．of Int．Conf．on Thin Filmphysics and Ap－plications，1991，（′91TFPA）Shang hai China，SPIE（159）：618～624．

1956年，获国家自然科学奖三等奖。

1984年，获国家发明奖一等奖和国家科技进步特等奖。

1980年，当选为中国科学院技术科学部学部委员。

1989年，获得中国科学院荣誉奖章；同年被国务院侨务办公室、中华全国归国华侨联合会授予“全国优秀归侨、侨眷知识分子”称号。

1990年，被中国科学院评为“优秀研究生导师”。

1997年，获得何梁何利基金科学与技术进步奖。

1999年9月，被中共中央、国务院、中央军委授予“两弹一星”功勋奖章。

2008年，被中科院研究生院授予“杰出贡献教师”荣誉称号。

“两弹一星”元勋吴自良院士虽然和金属物理材料打了一辈子的交道，可依然“凡心”未改，童心未泯。晚年的吴老，完全出于好玩，不惜花20元“巨资”，从自由市场上买回一只“叫哥哥”，也就是蝈蝈。叫哥哥叫挺欢，声音也十分好听，老两口都喜欢这个小东西，争着喂它吃毛豆。谁知过了几天，这原本叫得挺欢的叫哥哥竟然渐渐地不叫了！老伴半开玩笑地说：“老头子，你不是连原子弹都研究过吗？这蝈蝈为啥不叫的事，怎么说也比你那原子弹简单得多。你就给研究研究嘛！”

照常理说，这老伴的话是完全不必当回事儿的。充其量再花20元去买一只嘛！吴自良却叫起真来。他仔细观察，并试着控制小东西的进食量，竟一下子有了一个“重大的发现”！原来，这蝈蝈的胃口挺难伺候，吃少了不肯叫，吃多了也懒得再叫的。经过反复试验，他得出了一条规律：“一天喂一颗毛豆太少，一天喂三颗毛豆太多，一天喂两颗毛豆正好。”他把自已的“研究成果”告诉老伴，两老口都严格照此办理，那叫哥哥不仅真得又重新叫了起来，而且还比以前叫得更欢、声音也更加好听了！于是，这享誉国内外的金属物理材料专家，便又获得了一个“蝈蝈专家”的美称。

吴自良在病榻上写的回忆文章《“链条人”日记》中写到：“80岁以前，我是根‘链条’，被‘挂’上了多项任务。每项任务我都超额完成了，堪称是优质‘链条人’了！”他在回忆研制“甲种分离膜”那段经历时写到：“毛主席当年找来了科学元帅聂荣臻，亲自布置了要制成原子弹的任务，当时这个任务叫‘两弹一箭’。中科院党组书记张劲夫口袋里装满了完成这个大工程的各个‘链条’”。“原子弹爆炸成功，举国欢腾，我终于松了一口气，总算完成了‘链条’人光荣的使命。”“此举在国外也引起了很大的轰动。尼克松也‘打着白旗’来投降，毛主席脸上充满了胜利者的喜悦！人生一世，有此足矣！”

吴自良为人非常谦虚，从不计较个人得失。由于研制“甲种分离膜”属高度机密，他在很长的时间里从未向外界吐露过。1999年，中共中央、国务院、中央军委授予了23位科学家“两弹一星”功勋奖章，吴自良是上海市惟一的受勋人员。获得奖励后吴自良多次表示，要将“两弹一星”功勋奖章捐给所里。他说，荣誉是大家的，不是我一个人的，我只是个代表人物。2008年5月29日，其夫人徐仁及儿子吴康琪、吴丹琳完成了他的夙愿。

良师益友教书育人铸辉煌，自强不息两弹一星建功勋。（吴自良先生追悼会挽联）

他是一位享誉海内外的物理冶金学家，“两弹一星”功勋科学家。在一生的科研实践中，紧紧把握世界科技发展脉搏和国家的重大需求，不断深入拓展本领域的科技前沿，取得了一系列原始创新理论成果和重大自主技术创新成就。（原全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥院士）

有人扬言，没有外援，中国的浓缩铀工厂将成为一堆废铜烂铁，更不用说造原子弹了。而中国依靠自己的力量成功研发了原子弹，这其中的关键技术是制造出用来分离铀235的分离膜。（ 二机部副部长兼原子能所所长的钱三强）

吴自良以渊博的学识，严谨的治学态度，平易近人的作风，几十年如一日、不倦地耕耘在科研第一线，切实为祖国建设作贡献，而深受大家的尊敬。（中华人民共和国国防部）

他完全就是一个学者，只管自己的研究，在科学上十分勤恳，但是对于家里的关心，却实在不多——记得两个孩子就在他面前装作吵架，而他居然可以不闻不问，只是想着自己的课题！（吴自良妻子徐仁教授）

纪念英才班

2015年1月7日，中国科大物理学院、中科院上海微系统与信息技术研究所、上海超导中心签署合作协议，联合创办“吴自良超导英才班”，共同培养有志于从事材料物理和超导量子信息技术研究的本科生，为相关领域输送优秀的后备人才。英才班以吴自良院士命名，是为了纪念他在高温超导体研究中做出的贡献。