Кафедра технології металів і матеріалознавства була заснована в 1931 році. Її керівниками в різні роки були доценти С.М. Борц, О.Г. Селезньов, Н.Л. Іванов. Із 1951р. її очолив доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України Олексій Максимович Петриченко. Він залишався на цій посаді майже 40 років,  що стали періодом становлення кафедри і її швидкого розвитку. Його заслуга полягає в тому, що кафедра серед багатьох споріднених кафедр вишів колишнього Радянського Союзу відрізнялася, як сказав поет, "особи не загальним виразом". Протягом цього ж періоду, незважаючи на те, що кафедра залишалася загальнотехнічною, на її базі, під керівництвом видатного вченого д.т.н. професора С.С. Дяченко, були засновані лабораторії рентгеноструктурного аналізу, електронної мікроскопії, фізичних методів дослідження, завдяки чому було покладено початок появі, під керівництвом С.С. Дяченко, наукової школи матеріалознавства. Створена якісно  обладнана лабораторія обробки матеріалів різанням. На той час кафедра була оснащена устаткуванням, кращим ніж на більшості профілюючих кафедр. Усі означені фактори  сприяли умовам для активного розвитку наукових досліджень у сфері ливарного виробництва, матеріалознавства й обробки різанням. При кафедрі була відкрита за цими напрямами аспірантура, а в 1979 р. в інституті створена Вчена Рада із захисту кандидатських дисертацій за фахом "Матеріалознавство в машинобудуванні", і відповідно було надано право приймати роботи до захисту. На кафедрі склалися наукові школи, відомі не тільки в нашій країні, але й за її межами. Викладачі кафедри брали участь у міжнародних конгресах, робили доповіді в США, Німеччині, Болгарії, Польщі, працювали в таких країнах як Китай, Куба, Перу, Чехія. Кафедра контактує із заводами України, Росії, Азербайджану, надаючи допомогу у вирішенні складних питань, які виникають на виробництві. Високий науковий потенціал, правильно організований навчальний процес, прекрасні лабораторії, оснащення яких використовується для навчання студентів, сприяли тому, що кафедра стала опорною  у Харківському регіоні, із залученням також Полтавської й Сумської областей, і залишається такою і на сьогодні. Імпульс, наданий кафедрі енергійним, продуктивним і мудрим керівництвом О.М. Петриченка, набув подальшого розвитку під управлінням проф. I.П. Гладкого, який очолював кафедру більше 10 років. За цей час на кафедрі створювалися нові курси. Якщо раніше підрозділом читалося тільки 2 курси, то зараз їх 7. Особливу увагу надано методичному наповненню навчального процесу. За ці роки видано 50 методичних розробок. Значну увагу приділено публікуванню методичних розробок   українською мовою. Важливу роль у викладанні курсів на українській мові відіграв створений на кафедрі і виданий тримовний термінологічний словник, що високо оцінений галузевими фахівцями. На сьогодення працівники кафедри активно запроваджують  комп'ютерні технології в навчальному процесі. Таким чином, було створено комп'ютерну допомогу в системі навчання і контролі знань за курсами "Технологія конструкційних матеріалів" і "Матеріалознавство". За роки свого існування кафедрою випущено близько 100 кандидатів наук з різних республік і країн світу, захищено 3 докторські дисертації, одержано більше 100 авторських свідоцтв і патентів, видано понад 40 монографій і навчальних посібників, майже 1500 статей. На кафедрі склався високопрофесійний творчий колектив педагогів. Сьогодні читають лекції такі викладачі, як професори Д.Б. Глушкова, І.В. Дощечкіна, В.І. Мощенок, доценти Н.О. Лалазарова, Л.Л. Костіна, Ю.В. Дудукалов, Ю.В. Рижков, В.А. Багров. Варто згадати таких прекрасних лекторів, як проф. Л.О.Солнцев, доц. А.О. Мовлян, В.П. Тарабанова, С.І. Бондаренко.  Не можна лишити поза увагою тих, кого, на жаль, вже немає з нами - доцентів А.А. Новика, М.В. Можарова, Г.О. Прошина, які здійснили вагомий внесок для становлення кафедри. З вересня 2016 року завідувачем кафедри є професор Глушкова Діана Борисівна.