Účelem normalizačního žíhání je získání jemnozrnné a homogenní feriticko-perlitické struktury nejčastěji u výkovků a odlitků, kde lze předpokládat různorodost struktury vlivem různé rychlosti ochlazování v celém průřezu polotovarů.
Provádíme v ochranné atmosféře rychlým ohřevem na teplotu 20-50°C nad Ac3, krátkou výdrž na této teplotě (cca 15 min/25 mm tloušťky materiálu) a následným ochlazením na vzduchu. Nové austenitické zrno je jemnější než výchozí zrno.