Кафедра створена у 2003 році шляхом об’єднання двох кафедр: заснованої у 1963 році загальнотехнічної кафедри «Технологія конструкційних матеріалів та металознавство» і спеціалізованої кафедри «Машини і технологія ливарного виробництва», відкритої у 1970 році на базі кафедри гарячої обробки металів. Остання існувала з 1963 по 1970 рік. Першим завідувачем кафедри ТКМ та металознавства протягом 1963-1976 р.р. був доц., к.т.н. Віницький А.Г. Крім навчальної, методичної та виховної роботи на кафедрі велика увага приділялась науковим дослідженням.

У 1964 році була відкрита науково-дослідна лабораторія довговічності, оснащена новітньою технікою. Кафедра мала широкі науково-виробничі зв’язки з багатьма підприємствами та науково-дослідними установами як в Україні, так і за її межами. Започатковані на кафедрі традиції набули подальшого розвитку, коли кафедру очолювали доц., к.т.н. Галико А.В. (1976 - 1996 р.р.), проф., д.т.н. Тєрхунов О.Г. (1996-1997р.р.) і проф., к.т.н. Кропівний В.М. (1997-2003 р.р.).

На кафедрі за час її існування створено 6 навчальних та науково-дослідних лабораторій, випущено 2 підручники, 30 методичних посібників, опубліковано понад 400 наукових статей, одержано 25 патентів і авторських свідоцтв на винаходи, захищено 13 кандидатських дисертацій та одна докторська, виконано і впроваджено у виробництво понад 20 науково-дослідних робіт із загальним економічним ефектом понад 0,5 млн. крб. станом на 1990 р.

Спеціальність «Ливарна справа» була однією з перших чотирьох спеціальностей, за якими почалась підготовка інженерів-механіків у 1929 році в нашому ВНЗ. З 1963 по 1970 р. спеціалісти-ливарники разом із спеціалістами в галузі обробки металів тиском готувались об’єднаною кафедрою гарячої обробки металів, яку очолювали доц., к.т.н. Ніколайчик М. М. (1963-1965 р.р.), Єгурнов О.Б. (1965-1966 р.р.), Гафт Я.Б. (1966-1970 р.р.). У 1970р. створена кафедра «Машини і технологія ливарного виробництва» на чолі з проф., к.т.н. Владіміровим Л.П., який завідував кафедрою до 1982 року. На кафедрі були створені всі необхідні умови для підготовки висококваліфікованих спеціалістів-ливарників, широкого розмаху набула науково-дослідна робота, в тому числі студентська. У 1988 р. кафедру очолив проф., д.т.н. Сумцов В.П., а кафедра, єдина в Україні, почала готувати фахівців-ливарників зі спеціальності «Обладнання ливарного виробництва». В періоди з 1982 по 1988 та з 1993 по 1996р.р. кафедру очолював доц., к.т.н. Москальов І.Н. З 1996 по 2003р. ливарники зі статусом спеціалізованого напряму входили до складу кафедри ливарного виробництва та гідравліки (зав. кафедри, доц., к.т.н. Ткач А.А.), а також обробки металів тиском та ливарного виробництва (зав.кафедри проф., д.т.н. Носуленко В.І.). Керівником напряму «Ливарне виробництво» весь цей час був проф., д.т.н. Сабірзянов Т.Г., який у 2003 очолив об’єднану кафедру. За період з 1970 по 2003р. ливарниками КНТУ видано п’ять навчальних посібників, два російсько-українські ливарні словники, захищені одна докторська і п’ять кандидатських дисертацій, опубліковано понад 500 наукових статей та 70 методичних посібників, одержано понад 70 авторських свідоцтв та патентів, виконано і впроваджено у виробництво 30 науково-дослідних робіт з річним економічним ефектом біля 3 млн. крб. станом на 1990 р. Кафедра на сьогодні готує фахівців зі спеціальності «Прикладна механіка» за освітньо-професійною програмою "Комп'ютерний інжинірінг технологій, робототехніка і 3D друк" першого (бакалаврського) рівня вищої освіти та за освітньо-професійною програмою "Прикладна механіка" другого (магістерського) рівня вищої освіти. При цьому основний фокус кафедри спрямований на використання у майбутній фаховій діяльності інформаційних технологій та прикладного компʼютерного програмного забезпечення в ливарному виробництві, з глибоким знанням та розумінням механічних теорій та практик у даній сфері, з акцентом на застосуванні досягнень мехатроніки та поєднання традиційних і адитивних технологічних процесів.

На об’єднаній кафедрі матеріалознавства та ливарного виробництва працюють 11 викладачів і співробітників: 6 кандидатів технічних наук, з них 1 професор, 5 доцентів, 2 викладачі. Всього із науковими ступенями і званнями 75 % викладачів. Над кандидатськими дисертаціями працюють два викладачі кафедри. Кафедра забезпечена необхідною матеріально-технічною базою для навчального процесу та науково-дослідної роботи. На сьогодні науковий пошук охоплює такі проблеми, як термодинаміка металургійних розплавів, розробка технологічних процесів зміцнення металів і сплавів, створення нових матеріалів, удосконалення технологічних процесів та обладнання ливарного виробництва.

Сучасний фахівець в галузі ливарного виробництва отримує знання i вміння з провідних дисциплін, таких як обладнання і технології ливарного виробництва, проектування ливарних цехів, фізико-хімічні основи ливарного виробництва, ливарні сплави та їх плавка, сучасна комп’ютерна техніка, математичне моделювання технологічних процесів лиття, адитивні технології в машинобудуванні, комп'ютерне проектування оснастки та обладнання в ливарному виробництві, ресурси та енергозбереження у виробництві, лиття неметалевих матеріалів, діджиталізація виробничих процесів машинобудівних підприємств, контроль якості в ливарному виробництві, тощо.

Спеціалізація «Комп’ютерне проектування процесів лиття та дизайн виробів» передбачає підготовку фахівців з комп’ютерного проектування обладнання і технологій ливарного виробництва. Студенти з цієї спеціалізації вивчають системи автоматизованого проектування обладнання і технологічних процесів виготовлення відливків, комп’ютерні САD/CAE-системи моделювання процесів лиття, системотехніку та комп’ютерні мережі, програмне забезпечення САПР ливарного виробництва. Після закінчення університету випускники працюють в інформаційно-обчислювальних центрах машинобудівних підприємств, відділах головних спеціалістів (металурга, конструктора, метролога, інженера, механіка), в інших виробничих структурах. Випускники нашої кафедри – інженери широкого профілю потрібні на підприємствах різних форм власності та господарювання, а також у проектних і науково-дослідних інститутах, в таких як: Гідросила ГРУП; Ельворті ГРУП; ПрАТ „МЕТАЛИТ”; "ВАТ"Цукгідромаш»; Завод-фірма "Ось"; ТОВ "Кіровоград-ВДМ"; ВАТ «Чисті метали»; Олександрійська ливарна компанія; Олександрійський рудоремонтний завод. Наші випускники успішно працевлаштовуються на провідних підприємствах України, Польщі, Чехії, Німеччини. Об'єкт діяльності наших випускників: управління виробництвом, розробка конструкцій виливків та технологій виготовлення, розробка, виготовлення та експлуатація оснащення та обладнання, контроль якості виливків, технологічних процесів та обладнання, навчання персоналу, підготовка спеціалістів. Наші випускники працюють на посадах: конструктора, технолога, майстра, начальника дільниці, начальника цеху, викладачами та асистентами вузів та коледжів. Наші випускники готові вирішувати наступні задачі на виробництві, науковому чи навчальному закладі: Організація і управління виробництвом. Розробка і реалізація технологічних процесів. Конструювання машин, обладнання та оснащення. Обслуговування та ремонт обладнання та оснащення ливарного виробництва. Дослідження технологічних процесів та обладнання. Викладати технічні та фахові дисципліни у вищих та середніх навчальних закладах.

Кафедра постійно розширює свої зв’язки з підприємствами, науково-дослідними установами, освітянськими навчальними закладами.

Виконуючи рішення керівництва області і університету про надання допомоги молодими спеціалістами Побузькому феронікелевому комбінату, кафедра направила на ПФК 6 випускників кафедри, які зробили вагомий внесок у розвиток комбінату.