После окончания академии и адъюнктуры Николай Васильевич Абраимов был оставлен для дальнейшего прохождения службы в качестве старшего научного сотрудника НИЛ факультета авиационного вооружения, а в последствии — на преподавательских должностях кафедры материаловедения. После успешной защиты докторской диссертации Н.В. Абраимов возглавил кафедру «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» (1987—1997).

Профессор Н. В. Абраимов является руководителем научной школы по высокотемпературным покрытиям для газотурбинных двигателей. Им разработаны теоретические основы и промышленные технологии ряда покрытий для защиты лопаток ГТД, а также низкотемпературное хромоалитирование внутренних полостей лопаток турбин, которые внедрены в серийное производство на двигателях АЛ-31Ф, изд. 117 и их семейств для самолета марки СУ и его модификаций. Под руководством Н.В. Абраимова в рамках правительственной программы модернизации авиадвигателей семейства АЛ-31Ф за 2001—2005 гг. разработан ряд новых сплавов для покрытий и технологий, на которые получены 10 патентов РФ.

Автор более 200 научных работ, среди которых 9 монографий, более 190 научных статей, 45 патентов на изобретения и авторских свидетельств. За годы педагогической деятельности провел более 15000 часов учебных занятий, в том числе 7000 часов лекций со слушателями и курсантами различных видов подготовки. Под руководством Н. В. Абраимова подготовлен доктор и 23 кандидата технических наук.

После увольнения из Вооруженных Сил работал доцентом кафедры «Материаловедение и технологии».

Награжден орденом «За службу Родине в Вооруженных Силах СССР» 3 степени и 15 медалями, а также грамотами ГК ВВС.