I normaliseringsprocessen värms stål jämnt till en temperatur som resulterar i fullständig omvandling till austenit. Stålet hålls vid denna temperatur under en tillräcklig tidsperiod för att bilda en enhetlig struktur genom hela sin massa. Den får sedan svalna på ett enhetligt sätt i stillastående luft. Luftkylning resulterar i en snabbare kylningshastighet jämfört med ugnskylningshastigheten. Som ett resultat av detta reduceras avkylningstiden för normalisering avsevärt jämfört med glödgning.
Den normaliserande enhetliga värmetiden är vanligtvis 1 timme per 25 mm arbetsstyckets tjocklek, men inte mindre än 2 timmar vid den enhetliga värmetemperaturen. Arbetsstyckets kvalitet kan ha en betydande effekt på kylningshastigheten och därmed på den slutliga mikrostrukturen. Tunna arbetsstycken kyls snabbare och är därför hårdare efter normalisering än tjockare arbetsstycken. Detta i motsats till fallet med glödgning, där tunna och tjocka arbetsstycken är lika hårda efter ugnskylning.
Stål med låg kolhalt kräver normalt inte normalisering. Men om dessa stål normaliseras, finns det inga skadliga effekter. Om gjutgodset har enhetliga väggtjocklekar och tvärsnittsdimensioner glödgas de vanligtvis snarare än normaliseras. Andra typer av gjutgods, speciellt de med komplexa former eller sammankopplade tunna och tjockväggiga sektioner, är benägna att utsättas för höga nivåer av restspänningar och kan dra nytta av en normaliserande behandling. Mikrostrukturen som erhålls genom normalisering beror på gjutstyckets sammansättning och kylningshastigheten.
Normalisering av stål betraktas vanligtvis ur termisk och mikrostrukturell synvinkel. Ur termisk synvinkel består normaliseringsprocessen av austenitisering och efterföljande relativt långsam kylning. Ur mikrostruktursynpunkt är området med mikrostruktur som innehåller cirka 0.80 % kol perlit, medan lågkolområdet är ferrit.
Normalisering utförs vanligtvis för något av följande syften.
Ändring och/eller förfining av kornstrukturen och eliminering av den grova kornstrukturen som erhållits under tidigare bearbetningsoperationer (t.ex. valsning, smide, etc.).
Modifiera och förbättra den gjutna dendritstrukturen och minska segregationen genom att homogenisera mikrostrukturen.
Ger en homogen mikrostruktur och erhåller önskad mikrostruktur och mekaniska egenskaper.
Förbättra bearbetbarheten av mjukt stål
Förbättrar dimensionsstabiliteten
Minskar bandbildning
Förbättrar duktilitet och seghet
Ger ett mer konsekvent svar vid härdning eller härdning.
Tar bort makrostrukturer skapade av oregelbunden formning eller svetsning
Finkornig perlit är segare än grovkornig perlit. Normalisering ger hårdhet och styrka till stålarbetsstycken. Dessutom hjälper normalisering till att minska inre spänningar som orsakas av operationer som smide, gjutning, bearbetning, formning eller svetsning. Normalisering förbättrar också mikrostrukturell enhetlighet och svar på värmebehandlingar såsom glödgning eller härdning, och förbättrar stabiliteten genom att ge ett "termiskt minne" för efterföljande processer med lägre temperatur. Arbetsstycken som kräver maximal seghet och arbetsstycken som utsätts för stötar normaliseras ofta. När stora tvärsnitt normaliseras, härdas de också för att ytterligare minska spänningar och bättre kontrollera mekaniska egenskaper.
Normalisering tar bort inre spänningar, spänningar och förbättrar stålets mekaniska egenskaper, såsom att öka dess seghet och bearbetbarhet. Bättre duktilitet erhålls också utan att hårdhet och styrka påverkas.
