纯镁的强度低，即使是工业纯镁也如此，而且塑性与加工成形性能差，不能作为结构材料使用，必须想方设法改变它的这种不尽人意的本性，提高它的这些性能，使它能为人类社会的进步与人们生活水平的提高作出更大的贡献。
研究表明，通过常用的纯金属物理冶金措施，也可在很大程度上提高纯镁与改善它的物理、化学、力学与工艺性能，尽管效果并不如铝及铜的那么大，造成差别的主要原因，在于它们的本性不同，铝与铜为面心立方晶体结构，而镁的晶体结构为密集六方。金属及合金的常规强化方法有：合金化、压力加工、热处理、晶粒细化、添加增强材料等，这些方法可以单独运用，也可以组合运用，都可以大大提高纯金属的力学性能，或使某些性能得到改善。
镁合金的强化方式有哪些？
细晶强化
金属的力学性能与其晶粒大小关系密切，霍尔-佩奇(HallPetch)公式阐述了金属材料的屈服强度和品粒大小之间的关系，具体表示为:
其中o表示金属材料的屈服强度，d表示金属材料的品粒尺寸,k表示金属材料的HallPetch常数。由霍尔-佩奇公式可知，金属材料的晶粒尺寸越小，屈服强度越大。并且镁合金的品粒得到细化后，其在常温下的塑性也会得到明显改善。
此外，随着品粒尺寸的减小，金属材料的晶界面积随之增加，所以能够有效抑制材料中裂纹的扩展，提升金属材料的力学性能。
镁合金具有密排六方的品体结构，其HallPetch常数通常比面心立方和体心立方的合金高，因此细晶强化效果尤其显著。
目前可以通过使用错、钙、银等品粒细化剂来细化镁合金的晶粒，也可以通过塑性变形或热加工的方式来达到细化镁合金品粒的目的。
固溶强化
当其他合金元素固溶于镁基体时，由于溶质原子与镁基体原子的原子半径不同等因素，会引发镁基体的品格暗变，进而产生应力场，阻碍合金中位错的运动，从而达到强化镁合金的目的，这种强化方式称为固溶强化。
固溶强化的效果与溶质原子的浓度、原子半径和弹性模量等因素有关。溶质原子的浓度越高，合金元素的原子半径和弹性模量与镁基体元素的原子半径和弹性模量的差别越大，溶质原子的价电子数与镁基体原子的价电子数差别越大，则对镁合金的固溶强化效果越明显。
铝元素、锌元素和稀土元素对镁合金的固溶强化效果均十分显著。溶质原子对合金的强化效果可以表述如下：
其中r指的是固溶强度导致的临界分切应力的增加，t\x代表单位溶质原子通过晶格畸变引起的临界分切应力增量，x表示溶质原子占总原子数的比例。
第二相强化
若其他合金元素在镁基体中的固溶度随温度变化，便可以在高温下对镁合金进行固溶处理，形成过饱和固溶体，接着在相对较低的温度下对镁合金进行时效处理，便可在合金中产生弥散分布的析出相，从而实现对镁合金的强化，这样的强化方式称为析出强化。
若时效产生的析出相细小且分布均匀，并且析出相与基体有稳定的共格关系，则析出相对合金的析出强化效果尤其明显。
虽然通过固溶处理和时效处理可以使析出强化达到很好的效果，但镁合金中的沉淀相容易在高温下溶于基体，使析出强化失效。
同析出强化不同，弥散强化起强化作用的弥散相产生于合金的凝固过程。在合金形变的过程中，弥散相能够阻碍位错的移动，从而提高合金的力学性能。由于弥散相的熔点高并且对镁基体的溶解度极低，因此弥散相的热稳定性较高，经过弥散强化的合金在高温下仍然具有良好的力学性能。
此外，弥散相还能起到避免合金软化和晶粒长大的作用，从而提高合金的抗蠕变性能。析出强化和弥散强化均属于第二相强化。根据第二相颗粒的大小和形变性质，可将第二相颗粒分为不易变形颗粒和易变形颗粒。
不易变形颗粒包括弥散强化的第二相颗粒和析出强化中尺寸较大的第二相颗粒，易变形颗粒指析出强化中尺寸较小的第二相颗粒不易变形颗粒和易变形颗粒分别对应不同的强化机制。
形变强化
形变强化主要通过品粒细化的方式实现对镁合金的强化。本文对Mgxat%Co-6.0at%Y(0.0，1.0，2.0，4.0)合金和M-1.0at%Co-6.0at%Y-xat%Sn(x0.0，0.5.1.0，2.0，4.0)合金所进行的热挤压处理，便属于形变强化。热挤压工艺细化镁合金品粒的主要原理为，镁合金在热挤压过程发生了动态再结品或在热挤压完成后发生了静态再结品。
研究经过热挤压处理的AZ91合金发现，挤压后的品粒尺寸随Zener-Hollomon参数Z的增加而减小。Zener-Hollomon参数表述为:
其中，飞表示挤压速率，0为镁基体的品格扩散激活能，R表示气体常数，T表示挤压温度。根据式，可以通过提高热挤压过程的挤乐速率和降低热挤压过程的挤乐温度来获得更细小的品粒。此外，利用等角挤压技术对镁合企进行处理，同样可以得到均匀细小的品粒口。
复合强化
复合强化是指在镁合金中引入纤维、陶瓷颗粒等增强相，制成镁基复合材料，从而改善镁合金的性能。镁基体与增强相能够形成复合材料的主要原因有以下几点。
第一、镁基体与增强相发生了化学反应，由化学键提供结合力。但若反应过于严重，则会损伤界面，降低材料的性能。第二，镁基体与增强相之间存在取向关系。第三，镁基复合材料中组元间的扩散使得界面结合牢固。
增强相的种类和含量对镁基复合材料的抗蠕变性能、屈服强度和极限抗拉强度等力学性能有着重要影响。
弥散强化
在镁合金熔体凝固过程中形成的弥散相与从固溶中析出的沉淀相不同，它们有相当高的熔点，在镁基固溶体中的溶解度极低，因而在热力学上很稳定。在这种弥散强化的镁合金中，当合金发生塑性变形时，弥散质点阻碍位错运动，因而合金在较高的温度仍具有相当高的强度。
塑性变形强化
镁、镁-铝合金、镁-铝-锌合金、镁-锌-锆合金等都可以通过热塑性变形细化晶粒，它们在热挤压、轧制时会发生动态再结晶，可使晶粒得到细化；等角挤压可使镁合金得到细小的晶粒组织，AZ31合金在160℃~223℃等角挤压后的晶粒尺寸为0.5μm~3μm。
我国先进镁合金材料产业发展现状
1.镁合金材料产业升级趋势明显
“十三五”以来，我国镁合金材料产业实施自主创新战略，通过“产学研用”结合，紧紧依靠科技进步与技术创新来提高材料质量的均一性，有效提高了中高端材料产业有效供给能力和水平。新常态下，我国逐步改变高投入、高消耗、高污染、高排放的传统模式，向低投入、低消耗、高产出、低污染的发展模式转型，短流程、低成本、低能耗的新工艺和新方法不断涌现。
2.原镁产能与市场消费情况
近年来，我国镁产业运行总体平稳，产量、出口量持续增长。目前全球原镁产量主要来自于中国，根据中国有色金属工业学会统计，2019年，我国原镁产量为9.69×105t，同比增长12.2%；在价格方面，受供给增加影响，原镁均价为15949元/t，同比下跌3.3%，镁冶炼企业实际盈利水平同比小幅下降；在资源消费及市场方面，我国镁资源的消费量为4.85×105t，同比增长8.6%，增幅同比提升1.6个百分点，但国外对镁资源需求回升，我国2019年全年累计出口各类镁产品约4.52×105t，同比增长10.2%，出口量占我国镁产量的46.6%。