After replacing the CPU, it no longer freezes.
メーカー製デスクトップPCのCPU、Core i3-2100をCore i3-2120(中古)と交換したら、フリーズしなくなりました。
といっても、まだ1週間の使用ですけど。
そもそも、熱暴走するほどの発熱はしないCPUですし、交換時に確認した際、グリスもきちんと塗ってあったので熱の問題はそれほどではなかったような気がします。
これで症状は解決になったとしても、結局のとこ原因が特定できたとは言えない気分です…