Aunque el proce tenga el mismo socket que la placamadre esto no garantiza que sean compatible. A mi me a pasado exactamente lo mismo que a ti con unas placas antiguas socket 478 que soportan hasta 533MHz de FSB al ponerle un proce con un FSB de 800MHz.
Suponiendo que no sea el procesador te recomiendo averiguar el voltaje con que este funciona para luego ver si en la placa madre este esta correcto, si encuentras el voltaje correcto en placa lo mas probable es que los mosfets estén buenos, a continuación te recomiendo ver ese voltaje con el osciloscopio, si tiene mucho rizado es probable que estén malos los condensadores por lo que los deberías cambiar, si el rizado se ve "intermitente" podría ser que tenga mala una de las fases del conversor DC-DC, si se ve poco rizado, el voltaje es correcto y estas seguro que el proce es compatible y esta bueno, abría que revisar el resto de la placa. Algunas placas tiene una protección en el conversor dc-dc que hace que cuando el voltaje sea inestable o incorrecto esta se apague pero si tu dices que el proce se calienta lo mas probable es que tu placa no traiga esa protección o el voltaje esta bien y ese no es el problema.
Como puedes ver da harto trabajo reparar una placamadre por lo que varias veces si la placa es de las baratas conviene solo botarla y comprar otra.