Ведомственная переписка демидовских заводов в 20-х годах XIX в. все чаще упоминает имя младшего из братьев Черепановых – Алексея. Ефима Черепанова – реже. На протяжении шести лет Ефим Черепанов трудился в «рабочем штате» Выйского завода за очень небольшую плату. Лишь в 1806 г. он был назначен на должность «плотинного ученика». В штатном расписании (ведомости) Выйского завода упоминаются Ефим Черепанов в должности плотинного ученика и его младший брат Алексей в качестве рядового работника. В 1807 г. Е. А. Черепанов стал плотинным Выйского завода. Его оклад был увеличен до 50 рублей в год ассигнациями (деньги невеликие, но свести концы с концами семья могла). Хотя, конечно, жалованье Ефима Черепанова не соответствовало сложности и ответственности его работы. Дело в том, что в обязанности плотинного входил не только контроль за гидротехническими сооружениями завода и водяными двигателями, но также многие другие производственные вопросы. Лишь в 1822 г. Ефим Черепанов, к тому времени уже известный механик, стал получать 125 рублей в год. Между тем Выйский завод от его работы и многочисленных нововведений получал немалую выгоду. И не только этот завод. В 1812 г. Ефима Черепанова направили на казенный Нижне-Туринский завод для налаживания прокатных станов. Давались ему и другие, не менее ответственные поручения, с которыми он неизменно справлялся быстро и умело.

Война 1812 г. способствовала дальнейшему подъему изобретательства, особенно того, что было связано с военным делом. Так, мастер С. Е. Козопасов для повышения квалификации был направлен на Сестрорецкий завод, откуда вернулся в Нижний Тагил и занялся отливкой артиллерийских снарядов. В те же годы происходит быстрое выдвижение Алексея Черепанова, он даже опережает старшего брата. В то время как Ефим все еще остается в «рабочем штате», Алексей переводится в «служительский штат».

Заветной мечтой А. А. Черепанова было получить вольную. Это казалось крайне маловероятным – Н. Н. Демидов с величайшей неохотой отпускал на волю своих крепостных работников. Да и стоило откупиться недешево – 5 тыс. рублей! Сумма для абсолютного большинства рабочих, да и мастеров тоже совершенно недоступная. Хотя даже за эти огромные деньги выкупиться дозволялось единицам. Что касается Алексея Черепанова, то он предлагал Демидову 6 тыс. рублей, готов был пожертвовать ради свободы всем своим имуществом, однако тот отказал. Исключительно из практических соображений, будучи уверен, что от Алексея Черепанова получит еще гигантскую выгоду. Конечно, отказ хозяина, который до этого всячески демонстрировал Черепанову симпатию и уважение, подточил силы Алексея, не отличавшегося к тому же богатырским здоровьем. В 1817 г., всего тридцати лет от роду, он скончался, оставив вдову и двоих малолетних детей. Одним из них был Аммос, в будущем талантливый конструктор, надежный помощник Ефима и Мирона Черепановых. Раздосадованный скоропостижной смертью полезного человека и по природе своей крайне прижимистый Николай Никитич Демидов сначала не хотел назначать вдове Алексея Черепанова Агафье Дмитриевне никакой пенсии. Однако впоследствии совесть у Демидова все-таки проснулась, и он назначил А. Д. Черепановой пенсию в размере 60 рублей в год.

В отличие от старшего брата Алексей Черепанов не создал новых машин, не обладал изобретательским талантом. Брал он скорее организаторскими способностями, наблюдательностью, умением изучать и перенимать опыт. Качества замечательные, однако, по мнению многих, недостаточные для того, чтобы войти в историю. Не случайно долгое время имя Алексея Черепанова вообще не упоминалось биографами.

Время бежало, и вскоре по преимуществу весьма косные российские заводчики были вынуждены спасовать перед лицом научно-технического прогресса. Поборники новых машинных технологий стали потихоньку брать верх. В 1814 г. на Пожевском железоделательном заводе в Пермском крае талантливым инженером П. Г. Соболевским были созданы две первые на Урале паровые машины. Годом позже А. С. Вяткин успешно завершил строительство паровой машины на Верх-Исетском заводе. Н. Н. Демидов, почувствовав, что его обходят, пришел к выводу, что с помощью паровых двигателей можно добиваться куда более значительных успехов в любой сфере производства, получать больше выгоды. Демидов велит заводской администрации держать его в курсе всего, что предпринимают в этой сфере соседи-конкуренты. При этом заводовладелец по-прежнему делал основную ставку на подневольный труд крепостных, считая его самым дешевым, а значит, наиболее выгодным. И если уж без двигателей не получалось, Демидов и ему подобные заводчики предпочитали машины, приводимые в действие водой или лошадьми. Вскоре управляющий Выйским заводом Данилов пожаловался хозяину, что число лошадей, занятых на водоотливных установках, достигло 150 и продолжает расти. Тогда Демидов понял, что без паровой машины ему не обойтись, тем более что другие уральские заводчики (например, Х. Я. Лазарев, владелец Чермозского завода в Пермском крае) вовсю переходили на паровые машины. Ефим Черепанов получил от хозяина задание построить для Выйского завода первую паровую машину. Для него это поручение было как бальзам на душу – Черепанов знал о паровых механизмах не понаслышке и давно мечтал построить собственный, не хуже, а даже лучше, чем на других заводах. Он с самого начала рассматривал паровую машину как универсальный механизм, способный приводить в действие различные рабочие машины, откачивать воду из шахт и производить другую работу. Большое желание построить собственную паровую машину у Черепанова было подкреплено наличием квалифицированных кадров. К тому времени он создал на Выйском заводе специальное механическое заведение или, как тогда говорили, «фабрику». На этой «фабрике» под началом Черепанова стал работать особый штат кузнецов, слесарей, плотников. Был у Е. А. Черепанова уже и практический опыт. Самый первый небольшой паровой двигатель он создал в 1820 г. Этому есть документальное свидетельство, оно содержится в «Статистическом обзоре» нижнетагильских заводов за 1845 г. В нем сообщается, что в 1820 г. «старанием и усердием природного механика Ефима Черепанова» была «устроена» паровая машина. В создании этой машины отцу помогал 17-летний Мирон Черепанов. Так же как и Ефим Черепанов, Мирон в заводской школе не учился, его главным наставником, в том числе в искусстве механики, был отец. Мирон был мальчик талантливый, все схватывал на лету. К 12 годам так хорошо выучился грамоте, что был принят на Выйский завод писцом с жалованьем 5 рублей в месяц. Если учесть, что Ефим Черепанов в то время получал 8 с небольшим рублей в месяц, зарплата сына оказалась существенным подспорьем для семейства. С 12 лет Мирон непрерывно трудился на Выйском заводе.

Весной 1821 г. Ефим Черепанов, находившийся в ту пору в Петербурге, получил предписание Н. Н. Демидова отправиться в Англию. Некоторые исследователи сделали поспешный вывод, что Черепанов получил от заводовладельца поощрение за хорошую работу. Это, однако, никакая не награда – Демидов, похоже, не обратил особого внимания на сообщение Выйского заводоуправления о том, что в Нижнем Тагиле Черепановым построен первый паровой двигатель. И «командировка» в Туманный Альбион вообще никак не была связана с паровыми двигателями, поручений по изучению тамошнего опыта строительства и применения паровых машин Демидов Черепанову не давал. К англичанам его отправили совсем с другой целью. Демидова беспокоило снижение сбыта на Британские острова тагильского железа. Причина заключалась в том, что русская металлургия первой трети XIX в. значительно отставала от металлургии наиболее развитых стран Европы. Ее тормозили крепостнические порядки, использование ручного труда, отсталые технологии делали высокими издержки производства, цены на железо росли, что затрудняло конкуренцию с крупным железоделательным производством в Западной Европе. Однако Демидов и его управляющие не понимали истинных причин падения сбыта уральского металла. Они полагали, что дело в колебаниях рыночной конъюнктуры, происках конкурентов, плохой работе британских посредников-комиссионеров, наконец, в низком качестве отдельных партий тагильского железа. Торговые агенты-англичане в ответ на расспросы Демидова еще больше запутывали картину, поэтому-то он и решил отправить в Англию толкового, неподкупного, досконально разбирающегося в металлургии человека, чтобы тот на месте смог разобраться в сложившейся ситуации. Выбор пал на Ефима Черепанова.