一种形变驱动固相挤压装置及用该装置一步法制备合金棒材的方法。本发明属于粉末冶金技术领域。本发明为了解决粉末冶金法制备合金结构材料过程中需要外加热源，耗时耗能，所得合金材料组织不够细化粗化，且孔隙率大、不够致密的技术问题。装置包括搅拌头、挤压容器和顶杆，搅拌头是由上安装体和下工作体构成的具有中空通道的一体结构，下工作体外表面设置有减阻槽，下工作体置于挤压容器的凹槽内，顶杆置于搅拌头的中空通道内。方法：将合金粉末置于挤压容器中，用搅拌头施加压力并高速旋转实现大塑性变形及摩擦形变热输入，烧结合金粉末并使其沿搅拌头中空通道挤出，一步制得超细晶合金棒材。本发明的方法，成本低、效率高、性能优异、节能环保。