Нормализация отличается от полного отжига лишь характером охлаждения. После необходимой выдержки деталей при температуре процесса охлаждение производится на воздухе. Нормализация применяется для исправления структуры сварного шва, выравнивания структурной неоднородности отливок и поковок, получения Мелкозернистой, улучшения обрабатываемости резанием углеродистой и легированной стали с низким и средним содержанием углерода (сталь 10, 15, 20, 30, 40, 45, 50, 20Х, 15ХФ и т. д.).

Нормализация используется также для подготовки структуры к последующей термической обработке (закалке); применяется после цементации деталей с целью уменьшения количества свободных карбидов и рассасывания карбидной сетки в науглероженном слое во избежание получения трещин при шлифовании, закалке и эксплуатации деталей и получения мелкозернистой однородной структуры сердцевины изделия после цементации.