1826 г. — в «Горном журнале» опубликовано сочинение «Геогностические наблюдения над Уральскими горами, лежащими в округе Златоустовских заводов». Первые опыты по закалке в сгущенном воздухе. Выпуск первых партий кос.
1828 г. — опыты производства литой стали и булата. На Златоустовский завод прибыла для испытания «пузырчатая» сталь Бадаева. Отковка меча из первой стали, приближавшейся к булатной. Серия опытов по проверке выводов английского физика Фарадея. Работы по применению отечественного корунда.
1829 г. — назначен помощником директора Златоустовской оружейной фабрики. Опыты с флюсами.
1830 г. — опыты для проверки влияния марганца, хрома, титана, серебра, платины на свойства стали.
1831 г. — получен первый слиток, обнаруживший после проковки и травления характерные узоры булата. Впервые в мировой практике применил микроскоп для исследования строения стали на полированных и травленых шлифах. Опыты по кристаллованию. 26 июня назначен исполняющим должность горного начальника Златоустовских заводов и директором оружейной фабрики. 1833 г. — на третьей выставке российских изделий в С.-Петербурге демонстрировалось четырнадцать экспонатов из литой стали, в числе которых был нож «на манер азиатской, дамасковой» и косы-литовки Артинского завода.
Опыты по проверке влияния углерода растений на сталь. Поиски графита. Утвержден в должности начальника горного округа Златоустовских заводов.
1834 г. — продолжение поисков графита. Открытие Андреевской золотоносной россыпи. Избран действительным членом Московского общества сельского хозяйства.
1835 г. — опыты по прямому восстановлению железа, получение этим способом превосходного булата типа «табан».
1836 г. — получил привилегию на изобретение литой стали. Основал заводскую химическую лабораторию. Предложил учредить в Златоусте отливку и отделку артиллерийских орудий из литой стали.
1837 г. — в «Горном журнале» опубликована работа «О приготовлении литой стали». Первые плавки стали скрап-рудным процессом. Окончание «Журнала опытам». Переплавка золотосодержащих песков. Опыты перевозки песков по переносной железной дороге — «колесопроводом».