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取り外し手順は
http://www-06.ibm.com/jp/domino04/pc/support/Sylphd03.nsf/jtechinfo/MIGR-71286
最近の各社PCで見られる換装の容易な親切設計？です。

Core2Duo T8100への換装が成功したといった例も御座いますが、標準のCPUですら熱暴走によりアウトとなったならば、発熱の大きいCore2Duo等のデュアルコアプロセッサへの換装は危険かと。故障の原因もCPUとハッキリ断定出来たのでしょうか。標準CPUで熱暴走を起こすのであれば原因はCPUファンという事も考えられるのでは無いでしょうか。取り敢えず価格の安い標準のCeleron900を購入し、動作チェックを実行する事をお薦めします。その後の動作に問題が無ければ前述のCore2 T8100や上位機種のCeleron Dual-Core T1x00に換装すれば宜しいかと。


～補足について～
故障部位はマザーボードである可能性が非常に高いでしょう。因みにCPUソケットのネジの締め付けやメモリのはめ込み甘いと起動できない場合も考えられますよ。又、CMOSクリアも実行しましょう。バッテリーとACアダプタを外し、マザーボード（Lenovo的にはシステムボード）のCMOSクリア端子をショートさせてコンデンサに蓄えられた電気を放電します。ノートの場合は半田で盛られた部分をマイナスドライバを利用してCMOSクリアを実行しますが、よく判らないのであれば数日間放置して自然に放電されるのを待ちましょう。
それでもアウトな場合はLenovoの場合は自力修理が可能です。
http://www-06.ibm.com/jp/domino04/pc/support/Sylphd06.nsf/jtechinfo/SYJ0-04650B0
G530も対象機種、システムボード交換の項目も
http://www-06.ibm.com/jp/domino04/pc/support/Sylphd03.nsf/jtechinfo/MIGR-71323
存在しますので自力交換が出来るでしょう。分解歴が有るマシンならば修理されずに返却されるでしょう。（国内メーカーでも上手く元に戻せばバレなかったという例も存在する様ですが）