1. Создание естественных стальных композитов с дуальной феррито-мартенситной структурой с целью получения высокопрочного состояния в строительных конструкциях, трубах нефтяного сортамента и устройствах броневой защиты.
2. Разработка нового технологического процесса поверхностного легирования стали в порошковых средах.
3. Исследование проблемных вопросов зарождения при мартенситном превращении и влияния внешних воздействий на развитие мартенситной реакции.
4. Создание мультислойных нанокомпозиционных покрытий ионно-плазменным методом.
5. Изучение межчастичного сращивания горячедеформированных порошковых материалов
6. Особенности свойств и механизмов поведения металлических наносистем на поверхностях раздела и в контактных зонах
В настоящее время научная школа кафедры признана ведущей в области материаловедения в Российской Федерации и в 2006-2007 годах поддерживалась Грантом Президента Российской Федерации. Научные достижения отражены более чем в 2000 публикациях, в том числе 11 монографиях. Сотрудники кафедры получили более 60 авторских свидетельств, патентов на изобретения, патентов на полезные модели, свидетельств на регистрацию программ и баз данных.
За время существования кафедра подготовила 11 докторов и 104 кандидата технических наук. Работает аспирантура, в которой ежегодно обучается 3-4 аспиранта, и докторантура.
Результаты НИР последних лет прошли промышленную апробацию и внедрение на многих предприятиях металлургических, машиностроительных и оборонных отраслей.
Научно-исследовательская работа оказывает существенное влияние на эффективность учебного процесса. Результаты НИР кафедры находят отражение в лекционных курсах, лабораторном практикуме, в тематике курсового и дипломного проектирования, в студенческих и магистерских конкурсных работах.