En el procés de normalització, l'acer s'escalfa uniformement a una temperatura que resulta en una transformació completa en austenita. L'acer es manté a aquesta temperatura durant un període de temps suficient per formar una estructura uniforme en tota la seva massa. Després es deixa refredar de manera uniforme en aire tranquil. La refrigeració per aire produeix una velocitat de refrigeració més ràpida en comparació amb la velocitat de refrigeració del forn. Com a resultat, el temps de refredament per a la normalització es redueix molt en comparació amb el recuit.
El temps de calor uniforme normalitzador sol ser d'1 hora per 25 mm de gruix de peça, però no menys de 2 hores a la temperatura de calor uniforme. La qualitat de la peça pot tenir un efecte significatiu en la velocitat de refrigeració i, per tant, en la microestructura final. Les peces primes es refreden més ràpidament i, per tant, són més dures després de normalitzar-se que les peces més gruixudes. Això contrasta amb el cas del recuit, on les peces de treball primes i gruixudes són igual de dures després del refredament del forn.
Els acers baixos en carboni normalment no requereixen normalització. Tanmateix, si aquests acers es normalitzen, no hi ha efectes nocius. Si les peces de fosa tenen gruixos de paret i dimensions de secció transversals uniformes, normalment es recoixen en lloc de normalitzar-se. Altres tipus de peces de fosa, especialment aquelles amb formes complexes o seccions de parets primes i gruixudes interconnectades, són propenses a alts nivells d'esforços residuals i poden beneficiar-se d'un tractament normalitzador. La microestructura obtinguda per normalització depèn de la composició de la fosa i de la velocitat de refredament.
La normalització dels acers es considera habitualment des del punt de vista tèrmic i microestructural. Des del punt de vista tèrmic, el procés de normalització consisteix en l'austenitització i el posterior refredament relativament lent. Des del punt de vista de la microestructura, la regió de la microestructura que conté un 0,80% de carboni és perlita, mentre que la regió de baix contingut en carboni és ferrita.
La normalització es realitza normalment per a qualsevol dels propòsits següents.
Alterar i/o refinar l'estructura del gra i eliminar l'estructura del gra gruixut obtingut durant les operacions de mecanitzat anteriors (p. ex., laminació, forja, etc.).
Modificar i millorar l'estructura dendrita de fosa i reduir la segregació homogeneïtzant la microestructura.
Produeix una microestructura homogènia i obté la microestructura i propietats mecàniques desitjades.
Millorar la mecanització de l'acer suau
Millora l'estabilitat dimensional
Redueix les bandes
Millora la ductilitat i la tenacitat
Proporciona una resposta més consistent en l'enduriment o l'enduriment.
Elimina les macroestructures creades per modelat o soldadura irregular
La perlita de gra fi és més dura que la perlita de gra gruixut. La normalització imparteix duresa i resistència a les peces d'acer. A més, la normalització ajuda a reduir les tensions internes provocades per operacions com la forja, la fosa, el mecanitzat, el conformat o la soldadura. La normalització també millora la uniformitat microestructural i la resposta als tractaments tèrmics com el recuit o l'enduriment, i millora l'estabilitat impartint una "memòria tèrmica" per als processos posteriors a baixa temperatura. Sovint es normalitzen les peces que requereixen la màxima tenacitat i les peces sotmeses a impactes. Quan es normalitzen grans seccions transversals, també es temperen per reduir encara més les tensions i controlar més estrictament les propietats mecàniques.
La normalització elimina les tensions internes, les deformacions i millora les propietats mecàniques de l'acer, com ara augmentar la seva tenacitat i mecanització. També s'obté una millor ductilitat sense afectar la duresa i la resistència.
