純鎂的強(qiáng)度低，即使是工業(yè)純鎂也是如此，而且塑性與加工成形性差，不能作為結(jié)構(gòu)材料使用，必須想方設(shè)法改變它的這種不盡人意的本性，提高它的這些性能，使它能為人類社會(huì)的進(jìn)步與人們生活水平的提高做出更大的貢獻(xiàn)。研究表明，通過(guò)常用的春金湖物理冶金措施，也可在很大程度上提高純鎂與改善它的物理、化學(xué)、力學(xué)與工藝性能，盡管效果并不如鋁及銅的那么大，造成差別的主要原因，是因?yàn)樗鼈兊谋拘圆煌?。鋁與銅為面心立方晶體結(jié)構(gòu)，而鎂的晶體結(jié)構(gòu)為密集六方。金屬及合金的常規(guī)強(qiáng)化方法有：合金化、壓力加工、熱處理、晶粒細(xì)化、添加增強(qiáng)材料等，這些方法可以單獨(dú)運(yùn)用，也可以組合運(yùn)用，都可以大大提高純金屬的力學(xué)性能，或使某些性能得到改善。通常，鎂及鎂合金的強(qiáng)化措施：固溶強(qiáng)化，沉淀（析出）強(qiáng)化，彌散強(qiáng)化，細(xì)晶強(qiáng)化，形變強(qiáng)化，復(fù)合強(qiáng)化等。

固溶強(qiáng)化

固溶強(qiáng)化即是向鎂中添加可固溶于鎂的合金化元素如鋁、鋅等，由于合金元素和基體元素鎂的原子半徑和彈性模量的差異，鎂的晶格會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的畸變，引發(fā)應(yīng)力場(chǎng)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而使基體強(qiáng)化，提高材料的力學(xué)強(qiáng)度。由此可見(jiàn)，溶入的溶質(zhì)原子越多，也就是說(shuō)它的濃度越大；溶質(zhì)與溶劑鎂原子半徑和彈性模量相差越大，合金的強(qiáng)度性能也越高。

沉淀（析出）強(qiáng)化

此種強(qiáng)化是提高鎂合金強(qiáng)度性能特別是室溫強(qiáng)度的主要機(jī)制。在合金中若合金元素如鋁與鋅的固溶度隨著溫度的下降而減少，便可以產(chǎn)生時(shí)效強(qiáng)化。將這類鎂合金在高溫下加熱一定時(shí)間即進(jìn)行固溶處理，就可以獲得含鋁和/或鋅過(guò)飽和的鎂固溶體，然后在較低的溫度（175℃~200℃）進(jìn)行時(shí)效處理，可從固溶體內(nèi)析出彌散的沉淀相，產(chǎn)生時(shí)效強(qiáng)化作用。時(shí)效強(qiáng)化效果大小決定于：析出相質(zhì)點(diǎn)直徑、形貌、硬度與基體間界面的性質(zhì)等。較為理想的狀態(tài)：析出質(zhì)點(diǎn)細(xì)小，在基體中分布均勻，在晶體上與基體的共格，在溫度升高時(shí)不會(huì)長(zhǎng)大或不易粗化，如果能形成類似于可熱處理強(qiáng)化的鋁合金中的GP區(qū)的原子聚集團(tuán)則更好。

彌散強(qiáng)化

在鎂合金熔體凝固過(guò)程中形成的彌散相與從固溶中析出的沉淀相不同，它們有相當(dāng)高的熔點(diǎn)，在鎂基固溶體中的溶解度極低，因而在熱力學(xué)上很穩(wěn)定。在這種彌散強(qiáng)化的鎂合金中，當(dāng)合金發(fā)生塑性變形時(shí)，彌散質(zhì)點(diǎn)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，因而合金在較高的溫度仍具有相當(dāng)高的強(qiáng)度。

細(xì)晶強(qiáng)化

不管什么合金，晶粒細(xì)小材料的性能特別是力學(xué)性能總比粗大晶粒材料的高，因此，細(xì)化晶粒也是提高鎂合金力學(xué)性能的有效措施。細(xì)化鎂合金晶粒的主要方法：向熔體中加鋯，增加異質(zhì)晶核；采用快速凝固。細(xì)化鑄造組織具有相當(dāng)大的強(qiáng)化效果。鎂及鎂合金的晶粒細(xì)化劑除鋯外，還有稀土RE、鈣Ca、鍶Sr、硼B(yǎng)、C2Cl6等，用C2Cl6可以同時(shí)達(dá)到除氣和細(xì)化晶粒的雙重效果，向AZ31鎂合金熔體加入C2Cl6，可形成作為異質(zhì)晶核的Al-C-O化合物質(zhì)點(diǎn)。AZ31合金經(jīng)C2Cl6變質(zhì)處理后，晶粒尺寸由280μm減少到120μm，抗拉強(qiáng)度明顯提高。熱加工等塑性變形也能細(xì)化鎂合金晶粒。

塑性變形強(qiáng)化

鎂、鎂-鋁合金、鎂-鋁-鋅合金、鎂-鋅-鋯合金等都可以通過(guò)熱塑性變形細(xì)化晶粒，它們?cè)跓釘D壓、軋制時(shí)會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，可使晶粒得到細(xì)化；等角擠壓可使鎂合金得到細(xì)小的晶粒組織，AZ31合金在160℃~223℃等角擠壓后的晶粒尺寸為0.5μm~3μm。

復(fù)化強(qiáng)化

向鎂及鎂合金中添陶瓷顆粒、纖維或晶須等增強(qiáng)相可顯著提高它們的強(qiáng)度、彈性模量，改善它們的耐磨性能和提高高溫強(qiáng)度與抗蠕變性能等，鎂基復(fù)合材料有著廣泛的應(yīng)用前景。