镁合金元素与杂质因为纯镁的强度低，通过合金化，可使镁的强度性能得到很大提高，还可以改善 工艺性能、化学性能等根据合金化元素对二元镁合金力学性能的影响，通常把 它们分为三类：可以同时提高强度和塑性的，Al、Zn、Ca、Ag、Ce、Ni、Cu、 Th （提高由高到低），而改善塑性的顺序（由高至低）则为Th、Ga、Zn、Ag、 Ca、Al、Ni、Cu ；提高塑性的作用大，但强化效果较小的元素有Cd、Ti、Li; 强化效果明显但使塑性下降的元素有Sn、Pb、Bi、Sb铝Al可与镁形成的有限固溶体，是镁合金最常用的合金化元素，也是用量最大 的，在镁合金用的合金化元素中，铝的用量几乎占55%左右在共晶温度时（710k ），铝在镁中溶解度为12.7%，在提高合金强度性能的同时，可拓宽合 金的凝固区间，改善铸造性能由于铝在镁中的固溶度随着温度的下降而显著减 小，所以镁-铝合金可以进行热处理镁合金中的最大铝含量一般为10%，否则， 合金的塑性会显著下降，应力腐蚀开裂倾向也加大铝含量为6%，强度与塑性 可得到最佳的匹配镁可与铝形成化合物Al12Mg17银Ag在镁中的固溶度大，可达15.5%银与镁的原子半径相差11%，当Ag 溶入Mg中后，形成间隙式固溶体使晶格发生大的畸变，有很强的固溶强化作 用，银可以提高镁合金的高温强度和蠕变强度，但降低其抗腐蚀性能。
含银的镁 合金获得了商业应用铍Be镁及镁合金熔体易氧化，添加0.001%Be~0.002%Be能有效地降低镁合 金熔体在熔炼铸造时的表面氧化，不过含量稍多时会使晶粒粗化/因此砂型铸件 的铍含量应控制钙Ca向镁合金添加钙有不少优点：可以降低熔体和铸件热处理时的氧化；细 化合金晶粒；提高合金蠕变强度；降低合金的微电池效应，从而可使阴极活性区 缩小；少量钙(S0.3% )可提高合金薄板的可轧制性能，若钙含量〉0.3%，则 薄板在焊接时易开裂；含 2%Ca的快速凝固AZ91合金的腐蚀速度只有 0.2mm/a，仅为不含钙合金的1/4不过含钙的镁合金也有一些不足之处：钙 在水溶液中不稳定，在PH较高的溶液中会形成Ca(0H)2;此外，含钙的镁 合金在铸造时，铸件易粘模和热裂铜Cu铜是镁合金的一种杂质，变形镁合金的Cu含量应＜0.5%，铸造镁合金 的Cu含量应＜0.20%或＜0.10%铜对镁合金的抗蚀性有较大影响，若其含量〉 0.5%，则抗蚀性显著下降，不过铜提高镁合金的高温强度铁Fe铁对镁及镁合金的抗蚀性有显著影响，是镁合金应于控制的杂质元素， 合金中的最大含量0.005%锂Li锂是不常用的工业镁合金化元素，由于锂的密度小(0.534kg/t)，所以 Mg-Li合金的密度比纯镁的还低。
锂可以显著提高镁合金的塑性变形能力，但却 降低其强度性能与抗蚀性锂在镁中的固溶度随着温度的下降而减少，有一定的 固溶强化效果锂增大镁熔体蒸发与燃烧的倾向，因此，宜在真空或保护密封条 件下熔炼镍Ni镍是镁合金的一种有害杂质，它的作用与铁的相倾，少量镍会大大降低镁合金的抗蚀性，其含量应＜0.005%，个别镁合金如MB1及MB8的最大含量 可达0.01%锰Mn锰是镁合金的一种常用合金化元素，变形镁合金的含量一般v 3.0% ,铸 造镁合金的含量则＜0.5%锰对镁合金的抗拉强度没有影响，但稍提高其屈服强 度，锰细化镁合金的晶粒，对其可焊性也有利锰在镁中的固溶度低锑Sb锑可与镁形成化合物Mg3Sb2它有高的热稳定性能有效地提高Mg-AI 合金的室温及高温强度锑可以细化Mg-Si合金的晶粒，其效果优于钙的，并 改变Mg2Si的形貌锑与少量混合稀土一同加入Mg-5AI-Zn-ISi合金中，可以 明显改善它的抗蚀性，制成室温力学性能优于AZ91合金的，而高温力学性能甚 至比AE42合金的还高稀土元素RE稀土元素是指对周期表皿B族中的钪、钇、镧系等17个元素的总 称，常用R或RE表示它们名称及化学符号为：钪Sc、钇Y、镧La、铈Ce、 错Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽卩、¥商Dy、钦H0、铒Er、 铥Tu、镱Yb、镥Lu。
通常把镧、铈、错、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组 稀土，钆铽、¥商、钦、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土或钇稀土稀土这个名字的由来也有一个小故事，是一个历史遗留的名称，它们在18 世纪末叶开始被陆续发现当时化学界通常把不溶于水的固体氧化物称作土，例 如把氧化铝叫铝土/把含氧化铝的矿物叫铝土矿’氧化镁叫苦土稀土是以氧化 状态分离同来，又称稀罕，因而得名稀土稀土是一类很重要的合金化元素,研发稀土高温镁合金是当前镁业界的热门 课题，成为冶金科学家与化学界的热点研究稀土元素在镁中的固溶度和时效强 化效果随着它们原子序数的上升而增加，因此稀土元素对镁的力性能的影响大体 上是按镧、铈、富铈混合稀土、错、钕的顺序递升加入镁合金中的混合稀土元 素分为两类：含铈为主的混合稀土，另一类为不含铈的混合稀土/前者是一种天 然的稀土混合物，由镧、钕和铈组成，其中铈含量往往大于50%，后者错与钕 的含量约为85%稀土元素在镁中的扩散能力差，既可以提高镁合金的再结晶温度又可以延缓 再结晶过程，还可以形成极为稳定的弥散均匀分布的化合物相质点，从而能大幅 度提高镁合金的高温强度性能和蠕变抗力镁合金中的稀土元素为两个或多于两 个时，能降低彼此在镁中的固溶度，并相互影响其过饱和固溶体的沉淀杵出动力 学，有附加强化作用。
此外，稀土元素可使镁合金的凝固温度区间缩小，并且能 降低焊缝开裂敏感性和提高铸件致密性锡Sn与铝一起向镁合金中添加锡是有益的锡能提高镁合金的塑性，降低热 加工时的开裂倾向，对锻造极为有利硅Si硅是工业镁合金中的一种杂质，通常变形镁合金的含量应＜0.15%，铸造 镁合金中的应＜0.30%，不过也有个别铸造镁合金把硅作为合金元素，如俄罗斯 的MM含1.0%Si~1.5%Si硅加入镁合金可提高熔体的流动性若同时含有铁， 会降低镁合金的抗蚀性硅可与镁形成高熔点(1085°C)、低密度(1.9g/cm3 )、 高强性模量(120GN/mm2 )和低热膨胀系数(7.5x10-6/C的化合物Mg2Si , 是一种有效的强化相若与稀土一同添加，可以形成稳定的化合物，对改善镁合 金的高温强度和蠕变性能有利，却会降低合金的抗蚀性钍Th向镁合金添加钍可以提高其在370C以上的蠕变强度常规镁合金可以 含2%~3%钍，它能提高镁合金的可焊性能，也是提高镁合金高温强度和需变性 能的有效元素，不过它是一种放射性元素，使用时应加强防护钇Y钇也是一种稀土元素，虽然常规镁合金不含钇，但现在制成了几种有商业 价值的含钇高的镁合金WE54、WE43，故单列聊聊，这两种镁合金含4%~5%Y , 它们在250工以上有良好的高温性能。
二元Mg-Y合金的塑性由高向脆转变， 含8%Y的合金就脆得元实用价值Y不但价格高，而且不易熔于镁熔体中，苏 联在研发Mg-Y合金领域居世界前列锌Zn锌是镁合金的重要合金化元素之一，是除铝以外的第二大合金化元素， 常用的镁合金几站都含锌，最大大含量为6%，锌在镁中的最大固溶度为6.2% , 有固溶强化与时效强化作用若镁合金的铝含量为7%~10%，同时锌含量大于 1%，则其热脆性明显上升锌也可以与锆、稀土或钍形成化合物，使镁合金有 相当强的沉淀强化作用含锌量高的镁合金的凝固温度间隔甚宽熔体流动性差， 铸造性能明显变环此外，锌能中和铁、镍所引起的腐蚀作用锆Zr大多数铸造镁合金都含锆，锆的最大含量为 1.0%，锆不能添加到Mg-AI-Zn合金中，因为它可以与铝、锌形成稳定的化合物从固溶体中析出，不 能细化晶粒，只有固溶的那小部分锆有细化晶粒作用锆在镁中的固溶度甚低， 在包晶温度时仅0.58% ,有很强的晶粒细化作用,因a-Zr的晶格常数(a=0.323mn、C=0.514nm )与镁的(a=0.321nm、C=0.521nm )非常接近， 凝固时先形成的富锆质点是镁的优质晶核，细化晶粒，因此锆可以作为含锌、稀 土、钍或这些元素的合金中，充当晶粒细化剂。
当今，锆细化镁合金的机理尚无 统一的看法，普遍认为锆可以作为镁合金的异质晶核锆能有效地抑制镁合金的 晶粒长大,因而含锆的镁合金在退火或热加工后保持着细小的晶粒与高的力学性 能此外，锆也能与镁合金熔体中的铁、硅、碳、氧和氢形成稳定的化合物。