Proces normalizacije čelika razlikuje se od procesa žarenja čelika u smislu temperature zagrijavanja i brzine hlađenja. U procesu normalizacije, čelik se zagrijava na puno višu temperaturu i zatim uklanja iz peći radi hlađenja zrakom. U usporedbi s žarenjem, temperatura zagrijavanja je niža, a brzina hlađenja u peći znatno niža. Zbog veće brzine hlađenja tijekom normalizacije, čelik ima veću čvrstoću i tvrdoću u usporedbi s čelikom koji je žaren
Nema značajne razlike između žarenja i normalizacije na duktilnost mekog čelika. Vlačna čvrstoća i granica tečenja normaliziranih čelika viši su od onih žarenih čelika, osim u slučaju mekih čelika.
Kao iu slučaju žarenja, normalizacija također dovodi do stvaranja ferita, karburita i lamelarnog perlita. Međutim, u normalizaciji se transformacija austenita događa na mnogo nižoj temperaturi u usporedbi s žarenjem zbog veće brzine hlađenja. Zbog njega je produkt transformacije perlit finiji, a međuslojni razmak između dvije susjedne ploče karburita je manji.
Glavna razlika između potpuno žarenih i normaliziranih dijelova je u tome što je mekoća (i obradivost) potpuno žarenog dijela ujednačena kroz cijeli dio jer je cijeli dio izložen kontroliranom hlađenju peći. Kod standardiziranih dijelova hlađenje nije ravnomjerno, ovisno o geometriji dijela, što rezultira neujednačenim svojstvima materijala u cijelom dijelu.
Normalizacijom se uklanjaju unutarnja naprezanja uzrokovana hladnom obradom, a rast zrna ograničen je relativno velikom brzinom hlađenja, tako da su mehanička svojstva (čvrstoća i tvrdoća) normaliziranog čelika bolja od onih žarenog čelika.
Kvaliteta strojno obrađene površine normaliziranih dijelova također je bolja od one žarenih dijelova. Ovaj učinak je uzrokovan povećanom duktilnošću žarenog čelika, što pogoduje stvaranju pukotina na strojno obrađenoj površini.
