Коллектив кафедры постоянно принимает участие в научно-технических конференциях различного уровня, включая межрегиональные, всероссийские и международные, конгрессах, олимпиадах и выставках. Результаты научной деятельности публикуются в сборниках трудов и журналах центральной печати, включая изданиях, индексируемых в системе цитирования Scopus, WoS, а также рекомендованных ВАК. Ряд научных достижений оформлен в виде патентов, авторских свидетельств, свидетельств о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Активно ведется научная работа на ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» и других предприятиях уральского региона и РФ с заключением хоздоговоров. Это взаимовыгодное сотрудничество ставит целью исследование и совершенствование технологических процессов новых материалов и сплавов, а также знакомство студентов с современным оборудованием и последними достижениями в металлургической, литейной и ювелирной отраслях.

Кафедра регулярно участвует в конкурсах на выполнение научных исследований в рамках грантов финансируемых РНФ, РФФИ и государственных заказов. Научные исследования направлены на решения в области разработки эффективных технологий литейных процессов, разработки новых и совершенствования существующих сплавов на основе черных и цветных металлов, материаловедения и термической обработки металлов и сплавов.

Основными направлениями научно-исследовательской и инновационной деятельности являются:

• Развитие теории и технологии литейных сплавов и процессов.
• Синтез новых металлических и неметаллических сплавов на заранее заданные свойства для отливок специального назначения.
• Развитие теории и технологии получения отливок из высококачественных чугуна и сталей; модифицирование, рафинирование, разработка новых видов модификаторов.
• Развитие теории и технологии изготовления шлако-каменых отливок.
• Проектирование и реконструкция литейных цехов.
• Использование оксидных отходов металлургического производства в технологических процессах.
• Развитие теории и технологии повышения износостойкости металлургического и машиностроительного оборудования.
• Развитие теории и технологии производства комплексно легированных белых чугунов широкого назначения. Исследование, разработка и внедрение комплексно легированных белых чугунов повышенных износостойкости, жаростойкости.
• Развитие теории и технологии модифицирования поверхности металлоизделий. Исследование, разработка и внедрение эффективных режимов термической и термомеханической обработки листовой стали (низкоуглеродистой, трубной и т.п.).
• Развитие теории и технологии плазменного упрочнения металлов.
• Модифицирование, микролегирование промышленных сталей с целью улучшения комплекса их механических и служебных свойств (снижение количества и размеров недеформирующихся неметаллических включений, ликвационных явлений и т.п.). Исследование, разработка и внедрение режимов термической и термомеханической обработки (в т.ч. упрочняющей и разупрочняющей, с эффектом термоправки фасонных профилей и использованием тепла преддеформационного нагрева) сортового проката широкого назначения. Металловедение сварных соединений.
• Развитие теории и технологии получения наноструктурированных материалов.
• Проектирование и реконструкция термических цехов и участков в машиностроении и металлургии, в т.ч. для термической и термомеханической обработки в потоке производства.
• Моделирование и прототипирование в литейном производстве и ювелирной промышленности.

По результатам НИР публикуются статьи, защищаются кандидатские и докторские диссертации. Обобщенные результаты исследований кафедры представляются в виде монографий, учебников, учебных и методических пособий, изобретений, статей и затем используются для обучения студентов.