Normalizasyon yüksek sıcaklıkta ısıtma ve tutma işlemlerini kapsar. Normalizasyon bir çeliğin sertleştirme sıcaklığına kabaca yakın bir sıcaklığa ( genelde 840 – 880 °C ) kadar ısıtılması ve bu sıcaklıkta bir süre tutulması ve bunu takiben durgun havada soğumaya tabi tutulmasıdır. Normalizasyon, herhangi bir nedenle dokusu bozulmuş malzemenin bu dokusunu normalleştirmek için yapılır. Sıcak dövülmüş ve döküm malzemeler bu sınıfa girer. Sonuç dokuda anormal taneler yoktur. İri taneler ufalır. Yapı itibari ile ferrit ve perlitten ibarettir. Normalize edilmiş doku sertleştirme öncesi en uygun dokudur. Bu sebeple sıcak dövülmüş veya çelikler sertleştirme öncesi normalize edilirler. Normalizasyon başlıca sade karbonlu ve az alaşımlı çeliklere uygulanır. Bu işlem sonucu elde edilen sertlik, çeliğin bileşim ve boyutlarına bağlıdır. Normalizasyon sırasında çeliğin yüzeyi ile merkezindeki soğuma hızı arasındaki fark çok azdır.Bazı durumlarda çift normalizasyon gereklidir. Bu işlem, karbürlerin katı eriyik içinde tamamen çözünebileceği normalin 50 ile 100 °C üzerindeki bir sıcaklığa kadar çeliğin ilk ısıtılmasını ve çok ince taneli yapı elde etmek için ikinci bir normalizasyon tavlamasını içerir. Çift, normalizasyon bazen sıfırın altındaki sıcaklıklarda kullanılan çelikler için de şart koşulabilir. Genel olarak ince taneli bir yapının, kaba taneli yapıya oranla daha düşük geçiş sıcaklık bölgesine sahip olduğu söylenebilir. Sade karbonlu veya az alaşımlı çelik dökümlere her zaman normalizasyon işlemi uygulanmalıdır.


Normalizasyon tavlaması şu amaçları gerçekleştirmek için yapılır:

- Tane boyutunu
- Homojen bir iç yapı elde
- Ötektoid üstü çeliklerde tane sınırlarında bulunan karbür ağını
- Çeliklerin işlenme özelliğini iyileştirmek
- Mekanik özellikleri iyileştirmek
- Çelik parçasının türüne bağlı olarak mukavemetini arttırmak
- Çelik parçasını türüne göre düşük termal e mekanikliğini artırmak
- Yumuşatma tavın tabi tutulmuş çeliklerin sertlik ve mukavemetini artırmak