张兴钤在物理冶金和材料科学方面系统地研究了蠕变过程中多晶纯铝及合金的形变、断裂机制，尤其是深入地研究了晶粒间界的行为，提出了新的晶界裂纹形成及传播模型。对合金的塑性、断裂和强度的关系给出了恰当的解释，对发展高温合金有着重大的指导意义。先后发表论文6篇，被国际学术界广泛引用，成为金属蠕变结构研究的奠基工作之一。