Normalleştirme işleminde çelik, östenite tamamen dönüşecek bir sıcaklığa eşit olarak ısıtılır. Çelik, kütlesi boyunca tekdüze bir yapı oluşturmak için yeterli bir süre bu sıcaklıkta tutulur. Daha sonra durgun havada düzgün bir şekilde soğumasına izin verilir. Havayla soğutma, fırın soğutma hızına kıyasla daha hızlı bir soğutma hızıyla sonuçlanır. Sonuç olarak, normalleştirme için soğutma süresi tavlamaya kıyasla büyük ölçüde azalır.
Normalleştirici eşit ısı süresi genellikle 25 mm iş parçası kalınlığı başına 1 saattir, ancak eşit ısı sıcaklığında 2 saatten az değildir. İş parçasının kalitesi soğuma hızı ve dolayısıyla nihai mikro yapı üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. İnce iş parçaları daha hızlı soğur ve bu nedenle normalleştirmeden sonra kalın iş parçalarına göre daha serttir. Bu, ince ve kalın iş parçalarının fırın soğutmasından sonra eşit derecede sert olduğu tavlama durumunun tersidir.
Düşük karbonlu çelikler normalde normalleştirme gerektirmez. Ancak bu çelikler normalize edilirse herhangi bir zararlı etkisi olmaz. Dökümlerin eşit duvar kalınlıkları ve kesit boyutları varsa, bunlar genellikle normalize edilmek yerine tavlanır. Diğer döküm türleri, özellikle de karmaşık şekillere veya birbirine bağlı ince ve kalın duvarlı bölümlere sahip olanlar, yüksek seviyede artık gerilimlere eğilimlidir ve normalleştirme işleminden faydalanabilir. Normalleştirme ile elde edilen mikro yapı, dökümün bileşimine ve soğuma hızına bağlıdır.
Çeliklerin normalleştirilmesi genellikle termal ve mikroyapısal açıdan ele alınır. Termal açıdan bakıldığında, normalleştirme işlemi östenitleştirme ve bunu takip eden nispeten yavaş soğutmadan oluşur. Mikro yapı açısından bakıldığında, mikro yapının yaklaşık 0.80% karbon içeren bölgesi perlit, düşük karbonlu bölge ise ferrittir.
Normalleştirme genellikle aşağıdaki amaçlardan herhangi biri için gerçekleştirilir.
Tane yapısının değiştirilmesi ve/veya iyileştirilmesi ve önceki işleme operasyonları (örn. haddeleme, dövme vb.) sırasında elde edilen kaba tane yapısının ortadan kaldırılması.
Döküm dendrit yapısını değiştirin ve iyileştirin ve mikro yapıyı homojenleştirerek ayrışmayı azaltın.
Homojen bir mikro yapı oluşturarak istenilen mikro yapı ve mekanik özellikleri elde eder.
Yumuşak çeliğin işlenebilirliğini iyileştirin
Boyutsal kararlılığı artırır
Bantlanmayı azaltır
Sünekliği ve tokluğu artırır
Sertleştirme veya yüzey sertleştirme sırasında daha tutarlı bir yanıt sağlar.
Düzensiz kalıplama veya kaynaklamanın oluşturduğu makro yapıları ortadan kaldırır
İnce taneli perlit, kaba taneli perlite göre daha serttir. Normalleştirme, çelik iş parçalarına sertlik ve dayanıklılık kazandırır. Ayrıca normalleştirme, dövme, döküm, işleme, şekillendirme veya kaynaklama gibi işlemlerden kaynaklanan iç gerilimlerin azaltılmasına yardımcı olur. Normalleştirme aynı zamanda mikroyapısal tekdüzeliği ve tavlama veya sertleştirme gibi ısıl işlemlere tepkiyi geliştirir ve daha sonraki düşük sıcaklıktaki işlemler için bir "termal hafıza" kazandırarak stabiliteyi artırır. Maksimum tokluk gerektiren iş parçaları ve darbeye maruz kalan iş parçaları genellikle normalleştirilir. Büyük kesitler normalleştirildiğinde, gerilimleri daha da azaltmak ve mekanik özellikleri daha sıkı kontrol etmek için ayrıca temperlenirler.
Normalleştirme, iç gerilimleri ve gerinimleri ortadan kaldırır ve çeliğin tokluğunu ve işlenebilirliğini artırmak gibi mekanik özelliklerini geliştirir. Sertlik ve mukavemeti etkilemeden daha iyi süneklik de elde edilir.
