快速凝固镁合金是在非平衡状态下凝固的，与常规铸造镁合金锭的组织相比有着显着的差异，因而其性能也有很大的不同。

组织特征
合金化元素固溶度扩大
采用快速凝固法制备镁合金时，合金化元素在镁中的固溶度可以显着扩大，冷却速度越高，固溶度也越大，稀土元素、Y、Ca、Sr和大部分过渡族元素固溶到镁中可以大幅度降低c/a比值，扩大α-Mg的固溶度范围，极大地提升合金的塑性，c/a比值的减小可以激活新的滑移系，例如Li含量达到8at.%时合金的c/a值可达1.618，因而合金的塑性大为提高。
形成新相
在快速凝固的镁合金中可以产生新的亚稳相：在Mg-Sn、Mg-Si合金中可形成新的面心立方晶格相；在Mg-Ca、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Ga、Sb、Au、Bi等的二元合金可形成非晶相；在容易形成非晶相的Mg-Ni及Mg-Cu二元合金中加入第三组元Ag、Zn、Al、Sn、Pb、Sb、Ca等元素，可以获得更宽的非晶相形成区。
日本科学家在研究快速凝固三元Mg合金时形发出了具有很高抗拉强度，高的高温度度、高应变速率超塑性和高热稳定性的Mg97Zn，Y2合金，抗拉强度Rm=610N/mm2，伸长率A=5%，因为它的α-Mg晶粒细小（0.1μm~0.2μm），且其中有大量的纳米级（约7nm）弥散相Mg24Y5化合物粒子。
细化晶粒
快速凝固可以显着细化镁及镁合金的晶粒，减少甚至消除成分偏析，生成细小弥散的沉淀相并均匀地分布于晶界及晶粒内，从而大幅度提高材料的力学性能。快速凝固镁合金的晶粒组织形貌决定于合金特性、快速凝固工艺及产品形状与尺寸。
快速凝固镁合金过饱和固溶体在加热（热处理及热加工）过程中发生分解，形成细小弥散的析出相。例如雾化法制备的Mg-Si和Mg-Ba合金会分别生成Mg2Si和Mg2Ba质点：用旋转法制备的含Si、Y或Ca的Mg-Al和Mg-Zr-Al合金的晶粒尺寸为0.4μm~1.5μm，其薄带经破碎与挤压成形后，基体中有Mg3Zr或Mg17Y弥散颗粒形成，而且在挤压过程中未见粗化，材料有很高的抗拉强度，Rm=576N/mm2。
力学性能
快速凝固工艺极大地改善了镁合金的力学性能，其比抗拉强度（Rm/p）比铸锭冶金（I/M）镁合金及铝合金的高40%~60%；压缩屈服强度与拉伸屈服强度的比值（CYS/TYS）由0.7上升到大于1.1，比拉伸屈服强度（Rp0.2/p）超过铸锭冶金镁合金及铝合金的52%~98%，比压缩屈服强度则超过45%~230%；伸长率为5%~15%,热处理后可上升到22%。与铝合金相比，快速凝固镁合金在100℃具有优良的塑性变形能力或超塑性，由于晶粒细小，材料的疲劳强度为铸锭冶金合金的2倍。铸锭冶金镁合金与快速凝固合金力学性能的比较见图。

与常规镁合金相比，快速凝固镁合金的室温强度、延展性、高温力学性能与化学性能都有明显提高，它们的热稳定性也有很大提高，快速凝固Mg-(5~8)at.%Al-(1~2)at.%Zn-(0.5~2)at.%X（X=pr、Nd、Ce、Y）就是这样一个杰出的镁合金。