A alteração do gateway padrão dos dispositivos provavelmente os colocará em seu perfil de rede pública *. As configurações padrão do Firewall do Windows desabilitam a descoberta de rede para computadores neste perfil, explicando o comportamento que você está enfrentando.
A menos que você tenha vários gateways válidos em sua rede (o que é altamente incomum), você não deve atribuir a esses PCs um gateway padrão diferente daquele usado pelos outros sistemas.
* Suponho que não haja um roteador funcionando no endereço IP do segundo gateway que você está atribuindo a esses clientes.