鋁是鎂合金的第一大合金化元素，那么鋅就是它的第二大合金化元素，鋅在鎂中的最大固溶度為62%，且隨著溫度下降而減少，因此除有固溶強化作用外，還有一定的時效強化作用。鋅可消弱合金中鐵、鎳等雜質(zhì)對其抗腐蝕性能的不利影響，鋅可與鎂形成Mg7Zn，在340℃發(fā)生共晶反應(yīng)，共晶點為51.2%Zn，即
　　L→α-Mg+Mg7Zn
　　溫度下降到312℃時發(fā)生共析反應(yīng)，即
　　Mg7Zn→α-Mg+MgZn
　　合金的室溫平衡組織為α-Mg+MgZn，溫度降低時可以α-Mg固溶體中析出強化書自MgZn。鎂-鋅系合金可形成連續(xù)的GP區(qū)和連續(xù)的中間析出相，因而不能通過過熱或變質(zhì)處理細化晶粒。二元Mg-Zn合金的凝固溫度區(qū)間大，流動性差，易產(chǎn)生顯微疏松，也不易細化晶粒。因此，幾乎沒有商業(yè)使用價值，鎂-鋅合金的時效過程非常復(fù)雜。
　　目前獲得工業(yè)應(yīng)用的鑄造鎂-鋅系合金的鋅含量為4%~6%，含5%Zn的合金具有最高的強度性能，再增加鋅含量，合金的力學(xué)性能全面下降。另外，鋅會引起合金出現(xiàn)顯微疏松和增大熱裂傾向。
　　鎂-鋅合金有時效強化能力，Mg-5Zn合金可在204℃時效處理5h~10h，溫度低時，時效強化效果緩慢。工業(yè)Mg-Zn合金的鋅含量不得大于6%，向合金中添加少量的Mn、Cu、RE等可改善合金的性能，形成有優(yōu)秀綜合性能的新型鎂-鋅合金。
　　在Mg-Zn合金中加入Cu可以顯著提高合金塑性和時效強化效果。Mg-Zn-Cu合金鑄件的力學(xué)性能與AZ91合金的相當(dāng)，而且有更好的高溫穩(wěn)定性，如砂型鑄造的ZC63合金。加入銅可以提高Mg-Zn合金的共晶溫度，因而可在更高的溫度下進行固溶處理，可以提高Zn及Cu在鎂中的固溶量，同時共晶體中化合物的形貌也生了變化，Mg-Zn化合物以離異共晶形式分布于晶界及枝晶間，大部分Cu以化合物形式存在于共晶相Mg(Cu,Zn)2中，因而減少了Cu對合金抗蝕性的不利影響。Mg-Zn-Cu合金用于鑄造汽車零件，但還需提高合金的抗腐蝕性能。
　　向Mg-Zn-Cu合金中再添加Mn，形成的四元合金ZC71也有時效硬化作用，用于生產(chǎn)擠壓產(chǎn)品。
　　在含鋅量小于4%的鎂合金中添加≥0.5%Ca，可形成Mg2Ca和Mg5Ca2Zn5化合物，可于167℃以下從固溶體中析出，提高合金的抗蠕變強度，這些化合物在167℃以上粗化，使合金的抗蠕變能下降，增加鋅含量，合金的抗蠕變能力也會下降。含鋅量較高的鎂-鋅-鋁合金ZA142、ZA144的抗蠕變強度顯著高于AZ91合金的。Sr也可以提高鎂-鋅合金的抗蠕變強度，但Sr的效果比Ca的大。
　　Mg-Zn合金通常含有＞0.5%鋯，鋯有明顯的晶粒細化作用。Mg-Zn-Zr合金的鑄造組織為α-Mg固溶體和塊狀Mg-Zn化合物與少量的Zn3Zr2金屬化合物。典型的鑄造Mg-Zn-Zr合金有ZK51A、ZK61A，變形合金有ZK21A、ZK31、ZK40A、ZK60A、Z616A。鑄造合金的狀態(tài)為T1或T6，而擠壓材料及鍛件僅在T6狀態(tài)下應(yīng)用。
　　含鋯量高的鎂-鋅合金不易加工與鑄造，為了解決工藝上的固難，可降低鋅含量或添加稀土與釷，從而研發(fā)出Mg-Zn-RE-Zr系合金與Mg-Zn-Th-Zr系合金，前一類合金如ZE41A，人工時效后具有中等強度，已用于鑄造直升機傳動箱體；后一類合金有ZH62A，不過此合金現(xiàn)在已幾乎不用了。
　　RE的添加不僅改變了鎂-鋅合金鑄態(tài)組織中原有二元相的結(jié)構(gòu)形態(tài)，而且生成了一種新的三元化合物T相，它的成分范圍甚廣；另外還改變了合金的時效硬化特性，阻礙β相的析出，推遲過時效的發(fā)生。